KR100407392B1 - The manufacturing method of a semiconductor device - Google Patents

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KR100407392B1
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나오토 쿠수모토
토루 타카야마
마사토 요네지와
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

수소 함유 분위기에서 레이저 빔을 조사하여 비단결정 규소막을 레이저 어닐함으로써 결정성 규소막이 얻어진다. Irradiating a laser beam in a hydrogen-containing atmosphere to obtain the crystalline silicon film by laser annealing the non-single crystal silicon film. 또한, 상기 레이저 어닐 공정과 게이트 절연막이 되는 절연막을 형성하는 공정이 연속적으로 행해진다. In addition, the step of forming an insulating film on which the laser annealing process and a gate insulating film is subsequently carried out by. 그 결과, 채널형성영역내에 수소가 효과적으로 가두어지고, 그 채널형성영역과 게이트 절연막 사이의 경계가 우수한 특성을 가져, 적절한 스레시홀드 전압 제어, S값의 감소, 이동도 증가가 제공된다. As a result, the hydrogen is confined efficiently in the channel forming region, obtain the excellent properties of the boundary between the channel formation region and the gate insulating film, a suitable threshold voltage control, a decrease in S value, the mobile is provided to increase also. 수소 감금은 게이트 절연막이 되는 절연막으로서 질화규소막 또는 질화규소막을 포함하는 다층 막을 이용함으로써 더욱 효과적으로 달성될 수 있다. Hydrogen confinement can be achieved more effectively by using a multi-layer film including a silicon nitride film or a silicon nitride film as the insulating film to be a gate insulating film.

Description

반도체장치 제작방법 The manufacturing method of a semiconductor device

본 발명은 결정성 규소막을 이용한 박막트랜지스터를 제작하는 방법에 관한 것이다. The invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor using the crystalline silicon film. 또한, 본 발명은, 레이저 어닐에 의해, 유리기판과 같은 절연기판상에 형성된 비정질 규소막을 결정화하거나 또는 결정성 규소막의 결정성을 개선하는 것에 관한 것이다. In addition, the present invention, by laser annealing, it relates to improving the amorphous silicon film is crystallized or the crystal property of the silicon film crystal formed on an insulating substrate such as a glass substrate. 또한, 본 발명은 결정성 규소막을 이용하여 형성된 박막트랜지스터의 스레시홀드 전압 제어에 관한 것이다. The present invention also relates to a threshold voltage control of the thin-film transistor formed by using crystalline silicon film.

최근, 레이저 어닐에 의해, 유리기판과 같은 절연기판상에 형성된 비정질 규소막을 결정화하거나 또는 결정성 규소막(단결정이 아니고 다결정 또는 미(微)결정이거나 또는 몇몇 다른 형태의 결정성의 규소막)의 결정성을 개선하는 기술에 대하여 광범위한 연구가 행해지고 있다. Recently, the determination of the glass substrate and the same insulating amorphous silicon crystallization film or a crystalline silicon film (not a single crystal polycrystalline or unsubstituted (微) crystal or or some other form of the crystal silicon film sex) formed on the substrate by the laser annealing there is extensive research done with respect to technologies that improve the castle.

높은 이동도를 가지기 때문에, 레이저 어닐을 통해 형성된 결정성 규소막이 모놀리식형의 액정 전기광학장치 등에 널리 사용되고 있고, 그러한 장치에서, 화소 영역(화소 구동) 및 구동회로용의 박막트랜지스터(TFT)가, 예를 들어, 단일 유리기판상의 결정성 규소막을 이용하여 형성된다. Because it has a high mobility, and the formed crystalline silicon film is monolithically widely used in liquid crystal electro-optical device of the sikhyeong through the laser annealing in such a device, a thin film transistor (TFT) for a pixel region (pixel drive) and a driver circuit , for example, it is formed by using crystalline silicon film on a single glass substrate.

한편, 높은 생산성을 제공할 수 있어 공업적으로 매우 우수하기 때문에, 레이저 어닐법이 바람직하게 사용되고 있다. On the other hand, it is possible to provide a high productivity because it is very excellent in an industrial scale, is used as the laser annealing method is desirable. 레이저 어닐법에서는, 엑시머 레이저등으로부터 방출되는 고출력의 펄스 레이저 빔이 피(被)조사면에서 수 센티미터 평방의 스폿(spot) 또는 폭이 수 밀리미터이고 길이가 수 십 센티미터인 선형 형태를 취하도록 광학계에 의해 가공되고, 그 레이저 빔으로 피조사면이 주사(走査)된다(레이저 빔 조사위치가 피조사면에 대하여 이동된다). Laser control the annealing method, a laser beam of high power pulse is emitted from an excimer laser such as blood (被) irradiation surface several centimeters spot (spot) or a few millimeters the width of a square and an optical system to length takes several tens of centimeters in a linear form and processed by, the surface to be irradiated with the laser beam is scanned (走 査) (the laser beam irradiation position is moved relative to the surface to be irradiated).

특히, 선형 레이저 빔의 사용은, 2차원적 주사를 요하는 스폿형 레이저 빔을 사용하는 경우와 달리, 레이저 빔 길이방향에 수직인 일 방향으로만 주사함으로써 전체 피조사면에 레이저 광 조사를 행할 수 있는 경우가 많기 때문에, 높은 생산성을 얻는데 유리하다. In particular, the use of the linear laser beam, two-dimensionally unlike the case of using a spot-like laser beam that requires scanning, possible to perform the laser irradiation to the whole irradiated surface by only scanning with the perpendicular to the laser beam, the longitudinal direction because in many cases, it is advantageous to obtain a high productivity.

채널형성영역을 구성하는 결정성 규소막이 진성인 경우, 결정성 규소막을 이용한 TFT는 일반적으로, 스레시홀드 전압이 0 V에서 약간 부(負)(-)측으로 시프트(shift)되고 전류 상승(current-rising) 전압이 n채널형 트랜지스터의 경우 약 -2 V 내지 -4 V로 되는 경향이 있다. If the crystalline silicon constituting the channel forming region film is intrinsic, crystalline TFT using a crystalline silicon film in general, a threshold voltage a little part (負) at 0 V (-) and shift (shift) toward the current increase (current -rising) voltage tends to be from about -2 V to -4 V for the n-channel transistor. 그 결과, 그 TFT가 '노멀리 온'(normally-on)상태(게이트 전압이 0 V일때라도 '온'이 되는 상태)를 가지는 경향이 현저하게 된다. As a result, they tend to have the TFT is "normally-on" (normally-on) state (gate voltage of 0 V when any state in which the "on") is remarkable.

'노멀리 온' 상태를 가지는 TFT가, 예를 들어, 스위칭 소자로서 사용되는 경우, 게이트 전압이 0 V일때라도 TFT를 통해 전류가 흐른다. The TFT having a "normally on" state, e.g., when used as a switching element, the gate voltage is 0 V even when a current flows through the TFT. 스위치를 '오프' 상태로 하기 위해서는, 게이트 전압을 항상 정(正)(+)측으로 바이어스시킬 필요가 있다. In order to make the switch to OFF state, it is necessary to always biased toward the positive (正) (+) of the gate voltage. 따라서, 그러한 TFT를 사용하는 회로는 높은 전류소비 및 바이어스 전압 인가용 회로의 필요성과 같은 여러가지 문제를 가진다. Thus, the circuit using such a TFT has various problems such as the need of a high current consumption and voltage bias circuit for applying.

상기한 문제를 해결하기 위해, 통상적으로는 스레시홀드 전압 제어가 행해진다. In order to solve the above problem, and typically it is carried out a threshold voltage control. 이 경우, 종래에는, n채널형 TFT를 제작하는 경우라도, 채널형성영역을 구성하는 결정성 규소막에 p형 불순물, 예를 들어, 붕소를 도핑하여, 스레시홀드 전압을 정(+)측으로 시프트한다. In this case, conventionally, even in the case of manufacturing an n-channel TFT, a crystalline form the silicon film p impurity constituting the channel forming region, for example, by doping with boron, thread upon the side of the hold voltage positive shifts. 그 결과, TFT는 '노멀리 오프'(normally-off) 상태(게이트 전압이 0 V일 때 '오프'가 되는 상태)를 가질 수 있다. As a result, TFT may have a (state in which the gate voltage is "off" when the 0 V) ​​"normally-off" (normally-off) state. 그러나, 스레시홀드 전압 제어는, 제작공정수를 증가시키기 때문에, 제작비용의 감소를 저해하는 요소가 된다. However, threshold voltage control, since the increase in the number of manufacturing steps, and is a factor which inhibits a reduction in the manufacturing cost.

본 발명의 목적은, 결정성 규소막을 이용한 TFT의 스레시홀드 전압을 정(+)측으로 시프트하여, n채널형 TFT가 '노멀리 오프' 상태를 나타내게 하는데 있다. An object of the present invention is to shift to a threshold voltage of the TFT by the crystalline silicon film toward the positive (+), the n-channel TFT exhibits a "normally-off" state.

본 발명의 다른 목적은, TFT의 S값을 감소시키고 이동도를 증가시키는데 있다. Another object of the present invention is to reduce the S value of the TFT and increase the mobility.

도 1은 본 발명의 실시예에서 이용되는 레이저 조사실을 나타내는 도면. 1 is a view showing a laser irradiation chamber for use in an embodiment of the present invention.

도 2A∼도 2F는 실시예 1 및 2에 따른 제작공정을 나타내는 도면. FIG 2A~ Figure 2F is a view showing a manufacturing process according to Examples 1 and 2.

도 3은 실시예 1 및 2에서 이용되는 레이저 어닐장치의 평면도. Figure 3 is a plan view of a laser annealing apparatus used in Examples 1 and 2.

도 4A 및 도 4B는 실시예 1에서의 분위기 및 레이저 빔 에너지밀도에 대한 스레시홀드 전압(V th )의 의존성을 나타내는 도면. 4A and 4B are views showing the dependency of the thread during the hold voltage (V th) to the atmosphere and the energy density of the laser beam in Example 1. Fig.

도 5A 및 도 5B는 실시예 1에서의 분위기 및 레이저 빔 에너지밀도에 대한 S값의 의존성을 나타내는 도면. 5A and 5B are views showing the dependency of the S value for the atmosphere and the energy density of the laser beam in Example 1. Fig.

도 6A∼도 6F는 실시예 4 및 5에 따른 제작공정을 나타내는 도면. FIG 6A~ Figure 6F is a diagram showing a manufacturing step in accordance with Examples 4 and 5.

도 7A∼도 7F는 실시예 6에 따른 제작공정을 나타내는 도면. FIG 7A~ Figure 7F is a view showing a manufacturing process according to a sixth embodiment.

도 8은 실시예 3∼6에서 이용되는 연속처리장치의 평면도. 8 is a plan view of a continuous treatment apparatus used in Example 3-6.

상기한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 절연표면을 가진 기판상에 형성된 비(非)단결정 규소막을 수소 함유 분위기에서 레이저 어닐하는 제1 공정과, 상기 비단결정 규소막상에 게이트 절연막이 되는 절연막을 형성하는 제2 공정을 포함하고, 상기 제1 공정과 제2 공정이 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법이 제공된다. In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention, the single crystal silicon film ratio (非) formed on a substrate having an insulating surface in the first step, the non-single crystal silicon film to a laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere a second step of forming an insulating film to be a gate insulating film, the first process and the method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the second step is performed continuously is provided.

상기 제작방법에서, 상기 비단결정 규소막이 상기 제1 공정과 제2공정 사이에서 대기에 노출되지 않는 것이 바람직하다. It is preferable in the manufacturing method, the non-single crystal silicon film is not exposed to the atmosphere between the first step and the second step.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 레이저 조사실, 기판 이송실 및 처리실을 가지며 그들 각각의 실(室)이 기밀(氣密)적인 연속처리장치를 준비하는 공정과, 상기 레이저 조사실 내에서, 절연표면을 가진 기판상에 형성된 비단결정 규소막을 수소 함유 분위기에서 레이저 어닐하는 공정과, 상기 기판을 상기 기판 이송실을 통해 상기 처리실로 이송하는 공정과, 상기 처리실 내에서 상기 비단결정 규소막상에 게이트 절연막이 되는 절연막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법이 제공된다. According to another embodiment of the invention, a laser irradiation chamber, substrate transfer chamber and a processing chamber having their respective chamber (室) a step of preparing a confidential (氣密) continuous processing apparatus and, within the laser irradiation, the insulating surface a non-single crystal silicon film formed on the substrate having in the treatment chamber and the step of conveying to the treatment chamber, the laser annealing step, the substrate in a hydrogen-containing atmosphere through the substrate conveyance chamber as a gate insulating film is disposed on the non-single crystal silicon the method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of forming an insulating film that is provided.

상기 제작방법에서, 상기 절연막은 질화규소막이거나 또는 질화규소막을 포함하는 다층 막인 것이 바람직하다. In the above manufacturing method, the insulating film is preferably a multilayer film or a film containing silicon nitride or silicon nitride film.

상기 다층 막은 상기 비단결정 규소막상에 형성된 산화질화규소막과 그 산화질화규소막상에 형성된 질화규소막을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable to include the multi-layer film wherein the non-single crystal silicon film oxide nitride film and the silicon oxynitride film formed on the silicon nitride film formed.

상기 다층 막은 상기 비단결정 규소막상에 형성된 산화규소막과 그 산화규소막상에 형성된 질화규소막을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable to include the multi-layer film wherein the non-single crystal silicon film of silicon oxide film and the silicon oxide film formed on the silicon nitride film formed on.

상기 다층 막은 상기 비단결정 규소막의 표면을 질화하여 형성된 제1 질화규소막과 그 제1 질화규소막상에 형성된 제2 질화규소막을 포함하는 것이 바람직하다. To include the multi-layer film is the non-single crystal silicon film to nitride a surface of a first silicon nitride film and the first silicon nitride film formed on the second silicon nitride film is preferably formed.

본 명세서에서, "연속적"이라는 용어는, 제1 공정과 제2 공정 사이에, 제1 공정을 방금 받은 비단결정 규소막의 조성, 막질, 형태, 또는 구조를 변화시키는 공정이 없다는 것을 의미한다. As used herein, the term "continuously" is meant that the first step and the second step between the first non-single crystal just received the process that the process of changing the composition of the silicon film, the film quality, shape, or structure.

따라서, 제1 공정과 제2 공정 사이에서, 기판 이송 공정, 정렬(얼라인먼트)공정, 서냉 공정, 제2 공정에 적당한 온도로 기판을 가열하는 공정 등을 행하는 것은 본 명세서에서 사용된 "연속적"이라는 용어의 범위 내에 있다. Thus, performing the first step and the second between the process, a substrate transfer step, the alignment (alignment) process, a slow cooling step, and the like step of heating the substrate to a temperature suitable for the second step of the "continuous" as used herein within the scope of the term.

그러나, 제1 공정과 제2 공정 사이에서, 막질을 변화시키는 특정 분위기(예를 들어, 산화 분위기)에 비단결정 규소막을 노출시키는 공정, 비단결정 규소막의 막질을 의도적으로 변화시키는 가열 공정(예를 들어, 수소 제거를 위한 가열 공정, 또는 산화 분위기에서 행해지는 가열 공정 등), 이온 도핑 공정, 성막 공정, 에칭 공정, 플라즈마 처리 공정, 도포막 형성 공정 등을 행하는 것은 본 명세서에서 사용된 "연속적"이라는 용어의 범위에서 벗어나는 것이다. However, the first step and the second heating step (e.g., for 2-42 step, specific atmosphere for changing the film quality process, the silk is by changing the crystal silicon film, the film quality is exposed (for example, an oxidizing atmosphere), the non-single crystal silicon film g., is performed is such a heating step) is performed in the heating step, or an oxidizing atmosphere for the hydrogen removal, an ion doping process, the film formation process, etching process, the plasma treatment step, the coating film formation process such as "continuous" as used herein It is beyond the scope of the term.

본 발명에서, 레이저 어닐에 의해 비단결정 규소막을 결정화하거나 또는 결정성을 개선시키는데 있어서는, 수소 함유 분위기에서 비단결정 규소막에 레이저 광을 조사한다. In the present invention, in sikineunde crystallized by laser annealing the non-single crystal silicon film or improving the crystallinity, and is irradiated with laser light in the non-single crystal silicon film in a hydrogen containing atmosphere.

수소 함유 분위기에서 비단결정 규소막을 레이저 어닐하여 얻어진 결정성 규소막을 이용하여 형성된 TFT에서는, n채널형 TFT와 p채널형 TFT 모두의 경우, 스레시홀드 전압이 2∼4 V 정도 정(+)측으로 시프트하고, 전류 상승 전압은 대략 0 V 또는 그 이상이 된다. In the TFT formed by using crystalline silicon film it is obtained by a non-single crystal silicon film a laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere, in the case of both the n-channel TFT and a p-channel TFT, when threads toward the threshold voltage is about 2~4 V positive shift, and the current threshold voltage is approximately 0 V or more. 이들 현상의 이유는 알려져 있지 않다. The reason for these phenomena is unknown.

따라서, 붕소 도핑에 의해 스레시홀드 전압을 제어하는 종래의 공정이 제거될 수 있다. Thus, the conventional step of thread when controlling the voltage held by the boron doping can be removed.

레이저 어닐 공정의 분위기의 수소 농도가 증가할 수록 스레시홀드 전압의 정(+)측으로의 시프트가 더 커지는 경향이 있다. When recording to increase the hydrogen concentration of the atmosphere of the laser annealing process thread tends to increase further shifted toward the positive (+) of the threshold voltage. 따라서, 그 분위기의 수소 농도에 의해 스레시홀드 전압 시프트의 정도를 제어하는 것이 가능하다. Thus, it is possible to control the degree of the thread during the hold voltage shifted by the hydrogen concentration of the atmosphere.

이렇게 하여, 스레시홀드 전압 제어가 새로운 공정을 도입하지 않고 TFT 제작공정에서 행해질 수 있다. In this manner, a threshold voltage control can be made in the TFT manufacturing process without introducing new process. 따라서, 붕소 도핑에 의한 종래의 스레시홀드 전압 제어와 비교하여, TFT 제작공정이 간략화될 수 있고, 제작비용이 감소될 수 있다. Therefore, as compared with the conventional threshold voltage control by the boron doping, and the TFT manufacturing process can be simplified, the manufacturing cost can be reduced.

또한, 수소 함유 분위기에서의 레이저 어닐에 의해 스레시홀드 전압이 시프트될지라도, S값(V/decade)으로 나타내어지는 TFT의 전류-전압 특성의 전류 상승상태는 거의 변화가 없는 것을 나타낸다. Further, even if the threshold voltage is shifted by the laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere, a current of the TFT represented by a value S (V / decade) - current state of the rising voltage characteristic shows that there is little change. 즉, 스레시홀드 전압의 시프트가 S값을 거의 증가시키지 않는다(전압 상승이 나쁘게 되는 일이 거의 없다). That is, the thread during the shift of the threshold voltage does not substantially increase the S value (there is little increase the voltage at which bad). 즉, 스레시홀드 전압 시프트가 TFT의 스위칭 시의 전류 상승을 나쁘게 하지 않는다. That is, the threshold voltage shift does not badly the current rise at the time of the switching TFT.

따라서, 수소 함유 분위기에서 레이저 어닐을 행함으로써, 비단결정 규소막이 결정화되거나 결정성이 개선될 수 있는 것은 물론, 얻어진 결정성 규소막을 이용하여 형성된 TFT의 스레시홀드 전압이 S값을 증가시킴 없이 정(+)측으로 시프트될 수 있다. Thus, it can be improved by carrying out the laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere, the non-single crystal silicon film crystallization or crystallinity of course, hold threads when the obtained crystalline silicon by using a film formed TFT voltage is constant without increasing the S value (+) it can be shifted. 따라서, 스위칭시의 전류 상승이 좋게 되어, '노멀리 오프' 상태를 나타내는 TFT가 제작공정수의 증가 없이 얻어질 수 있다. Accordingly, it is good, the current increases at the time of switching, the TFT may represent a "normally-off" status is obtained without increasing the number of manufacturing steps.

또한, 수소 함유 분위기에서의 레이저 어닐이 제1 공정으로서 이용되고, 비단결정 규소막상에 게이트 절연막이 되는 절연막을 형성하는 공정이 제2 공정으로서 이용된다. In addition, the laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere is used as the first step, the non-single crystal step of forming an insulating film to be a gate insulating film on the silicon film is used as a second step. 제1 공정과 제2 공정을 연속적으로 행함으로써, 제1 공정 후에 비단결정 규소막에 거의 변화가 일어나지 않는 상태에서, 게이트 절연막이 되는 절연막이 형성될 수 있다. Article may be a first step and by carrying out the second step continuously, after the first step the non-single crystal in a state that a little change occurs in the silicon film, an insulating film serving as a gate insulating film is formed.

따라서, 수소 함유 분위기에서의 레이저 어닐중에 비단결정 규소막에 도입되어 규소의 댕글링 결합(dangling bond)을 중화 또는 보상하는 수소의 제거가 매우 낮은 수준으로 감소될 수 있어, 수소가 규소막의 채널형성영역내에 더욱 효과적으로 가두어질 수 있다. Accordingly, it can be reduced to a non-single crystal is a very low removal levels of hydrogen that is introduced into the silicon film neutralizing or compensating the dangling bond of silicon (dangling bond) in the laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere, hydrogen is formed in the silicon film channel in the region it can be confined more effectively.

그 결과, 정(+)측으로의 스레시홀드 전압 시프트가 증가된다. As a result, the threshold voltage shifts toward the positive (+) is increased. 또한, 채널형성영역내의 댕글링 결합의 수가 감소되기 때문에, 이동도가 증가된다. Further, since the reduction in the number of dangling bonds in the channel forming area, the mobility is increased.

또한, 채널형성영역과 게이트 절연막 사이의 경계가 S값을 감소시키는 우수한 특성을 가진다. Also, the boundary between the channel formation region and the gate insulating film has an excellent property for reducing the S value.

그 외에도, 제1 공정 후에 비단결정 규소막을 대기에 노출시키지 않게 하는 것은 비단결정 규소막상에의 산화막 형성과 불순물의 부착을 방지하는데 효과적이다. In addition, a thing which does not non-single crystal silicon film is exposed to the atmosphere after the first process is effective to prevent the adhesion of the oxide film formed with the impurity of the non-single crystal silicon film.

그 결과, 트랩을 발생시키는 요소인 산화막 및 불순물 및 산화물이 그 경계에 형성되는 정도가 감소될 수 있어, S값의 감소 및 이동도의 증가가 얻어질 수 있으며, 불순물 이온에 의해 야기되는 스레시홀드 전압 불안정의 발생 가능성이 감소될 수 있다. As a result, the elements of the oxide film and impurities, and an oxide that generates a trap can be much reduced to be formed on the boundary, and the reduction of the S value and the mobility increased can be obtained, when threads caused by impurity ions the possibility of unstable threshold voltage can be reduced.

비단결정 반도체막을 대기에 노출시키지 않고 제1 공정과 제2 공정을 연속적으로 행하기 위해서는, 레이저 어닐을 행하기 위한 체임버와 절연막을 형성하기 위한 체임버가 기밀(氣密)적인 기판 이송실을 통해 서로에 연결되어 있는 멀티체임버형 연속처리장치를 이용하는 것이 효과적이다. For without the non-single crystal semiconductor film is exposed to the atmosphere the first step and carrying out the second step continuously, a chamber for forming the chamber and the insulating film for carrying out the laser annealing to each other through the secured (氣密) of the substrate transfer chamber it is effective to use the multi-chamber type continuous processing apparatus that is connected to.

또한, 수소 감금효과를 향상시키기 때문에, 게이트 절연막으로서, 비단결정막상의 질화규소막을 포함하는 다층 막을 형성하는 것이 효과적이다. In addition, it is effective to form multi-layer film comprising a boost in hydrogen confinement effect, as the gate insulating film, silicon nitride film non-single crystal film.

질화규소막이 산화규소막 또는 산화질화규소막, 또는 비단결정 반도체막의 표면을 질화하여 얻어진 질화규소막상에 형성되도록, 질화규소막을 포함하는 다층막이 형성되는 것이 바람직하다. So that the silicon nitride film is formed on silicon oxide film or silicon nitride film, or a silicon nitride film obtained by nitriding the non-single crystal semiconductor film surface, it is preferred that the multi-layer film including a silicon nitride film is formed.

절연막은 질화규소막만으로 구성될 수도 있다. The insulating film may be composed of only a silicon nitride film. 그러나, 이 경우, 얻어진 박막트랜지스터의 스레시홀드 전압이 다층 막을 이용한 경우에 비하여 온도 변화에 대하여 덜 안정적이다. In this case, however, the less stable with respect to temperature changes compared to when the threshold voltage of the thin film transistor obtained by the multi-layer film.

수소 함유 분위기에서 레이저 어닐을 행하기 위해서는, 분위기를 제어할 수 있는 레이저 조사실 내에서 비단결정 규소막에 대하여 레이저 어닐을 행하고, 레이저 조사실에 적어도 수소를 공급하기 위한 수단을 구비한 레이저 어닐장치가 사용된다. Used in order to perform the laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere, subjected to the laser annealing against the non-single crystal silicon film in the laser irradiation chamber capable of controlling the atmosphere, at least one laser annealing apparatus comprising: means for supplying hydrogen to the laser irradiation do.

수소 함유 분위기는 수소와 공기 또는 질소, 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 가스의 혼합 가스인 것이 바람직하다. A hydrogen-containing atmosphere is preferably a mixed gas of an inert gas such as hydrogen and air or nitrogen, helium, argon.

수소 함유 분위기는 대기압에서 1 ppm 이상으로 수소를 함유하는 것이 바람직하다. A hydrogen-containing atmosphere, preferably containing less than 1 ppm hydrogen at atmospheric pressure. 또한, 수소 함량은 0.1% 이상인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는, 1% 이상이다. Also, preferably not lower than the hydrogen content was 0.1%, and most preferably, greater than or equal to 1%.

특히, 수소 함유 분위기를 구성하는 수소와 불활성 가스 각각의 순도가 99.9%(3자리수) 이상, 99.99999%(7자리수) 이하인 것이 바람직하다. In particular, it is preferred that the purity of each of hydrogen and inert gas constituting the hydrogen-containing atmosphere of 99.9% (three digits) or more, less than 99.99999% (7 digits). 이 범위내의 순도를 가지는 가스로 구성된 분위기를 이용함으로써, 막질과 TFT 특성이 안정적인 결정성 규소막을 생산하는 것이 가능하다. By using an atmosphere consisting of gases having a purity within the range, it is possible that the film quality and the TFT characteristics to produce the crystalline silicon film is stable. 분위기를 구성하는 수소와 불활성 가스의 순도가 3자리수보다 낮으면, 막질과 TFT 특성이 분위기내 탄소, 물, 탄화수소와 같은 불순물로 인해 불안정하게 될 수 있다. When the purity of hydrogen and the inert gas constituting the atmosphere is less than three digits, and the film quality and the TFT characteristics can be unstable due to impurities such as carbon in the atmosphere, water and hydrocarbons. 한편, 순도가 7자리수보다 높을지라도, 비용 증가로 인해, 현저한 개선이 보이지 않는다. On the other hand, even if the purity is higher than 7 digits, due to increased costs and it does not see significant improvement. 이것이, 7자리수 보다 높은 순도가 바람직하지 않은 이유이다. This is why a high purity than seven digits undesirable.

레이저 어닐은 대기압에서 행해질 수 있다. Laser annealing can be done at atmospheric pressure. 그러나, 레이저 어닐이 대기압 보다 낮은 압력, 특히, 0.01∼700 토르(Torr)에서 행해지는 것이 바람직하다. However, it is preferred that the laser annealing is performed at a pressure of less than atmospheric pressure, in particular, from 0.01 to 700 torr (Torr). 그 이유는, 펄스 레이저 빔을 여러번 조사하는 것으로 인해 결정성 규소막의 상면 또는 전체 막의 거칠음 정도가 낮추어질 수 있기 때문이다. The reason for this is because it is determined to be due to the irradiation of pulse laser beam multiple times crystalline silicon film or an upper surface roughness degree of the entire film can be lowered. 즉, 펄스 레이저 빔에 대한 저항성이 향상되어, 얻어진 막의 거칠음 정도가 낮다. That is, the enhanced resistance to the pulsed laser beam, the resultant membrane is low roughness degree. 레이저 어닐시의 압력이 700 토르보다 높으면, 얻어진 막의 거칠음 정도가 실제로는 대기압의 경우와 같다.한편, 압력이 0.01 토르보다 낮으면, 수소 함유 분위기의 사용에 의한 스레시홀드 전압 시프트가 거의 일어나지 않는다. A high pressure at the time of laser annealing than 700 Torr, the same in the resulting membrane roughness degree in practice atmospheric pressure. On the other hand, if the pressure is below 0.01 Torr, the threshold voltage shift by the use of a hydrogen-containing atmosphere hardly generated .

피조사면상에서의 단면 형상이 스폿형 또는 선형인 레이저 빔으로 피조사면이 주사되는 것이 바람직하다. The cross-sectional shape on an irradiated surface is preferably the surface to be irradiated in a spot-like or linear scanning of a laser beam. 또한, 레이저 빔 광원으로서 펄스형 레이저가 사용되는 것이 바람직하다. Further, as the laser beam light source is preferably a pulsed laser used.

[실시예 1] Example 1

이 실시예는 수소 분위기에서 레이저 어닐 공정을 실시하는 것에 관한 것이다. This embodiment relates to conduct laser annealing process in a hydrogen atmosphere.

도 2A∼도 2F는 이 실시예에 따른 제작공정을 나타낸다. FIG 2A~ Figure 2F shows the manufacturing process according to this embodiment. 먼저, 127 mm 평방의 코닝 1737 기판(201)상에 하지막(下地膜)으로서 두께 2000 Å의 산화규소막(202)을 플라즈마 CVD법에 의해 형성한다. First, it is formed by the 127 mm-square Corning 1737 substrate 201 is a silicon oxide film 202 having a thickness of 2000 Å as a film (下 地膜) not to the plasma CVD method. 그 직후, 그 위에 두께 500 Å의 비정질 규소막을 플라즈마 CVD법에 의해 형성한다. Immediately after that, it is formed by the plasma CVD method, an amorphous silicon film with a thickness of 500 Å over.

다음에, 스핀 코팅법에 의해 비정질 규소막에 10 ppm의 니켈초산염 수용액을 도포함으로써 니켈초산염 층을 형성한다. Next, by applying a nickel acetate aqueous solution of 10 ppm in the amorphous silicon film by a spin coating method to form a nickel acetate layer. 그 니켈초산염 수용액에 계면활성제를 첨가하는 것이 바람직하다. To add a surfactant to the nickel acetate aqueous solution is preferred. 니켈초산염 층이 매우 얇기 때문에 반드시 막 형태를 취하지 않을지라도, 이 사실이 후의 공정에서 어떤 문제를 야기하지 않는다. Even if no action is necessarily film form because of the nickel acetate layer is very thin, this fact does not cause any problem in the process after this.

다음에, 각각의 막이 상기한 방식으로 적층된 기판(201)에 대하여 600℃, 4시간의 열 어닐을 행한다. Next, perform a 600 ℃, thermal annealing for 4 hours with respect to the laminated film in different ways by the substrate 201. 그리하여, 비정질 규소막이 결정화되어, 결정성 규소막(203)을 형성한다.(도 2A) Thus, an amorphous silicon film is crystallized to form a crystalline silicon film 203. (Fig. 2A)

어닐 과정중에, 촉매원소인 니켈이 결정성장의 핵으로 작용하여 결정화를 촉진시킨다. During the annealing process, the catalytic element Ni promotes crystallization by acting as nuclei for crystal growth. 600℃의 저온 및 4시간의 짧은 시간에 결정화가 실시될 수 있다는 것은 니켈의 기능 때문이다. It is a feature of nickel that the crystallization in a low temperature and a short time of 4 hours in 600 ℃ may be practiced. 상세한 것은 일본국 공개특허공고 평6-244104로 공보에 기재되어 있다. Details are described in the publication in Japanese Unexamined Patent Publication Hei 6-244104.

그 촉매원소의 농도는 1x 10 15 ∼1x 10 19 원자/㎤인 것이 바람직하다. The concentration of the catalytic element is preferably 1x 10 15 ~1x 10 19 atoms / ㎤. 그 농도가 1x 10 19 원자/㎤보다 높으면, 결정성 규소막에 금속적 성질이 나타난다. Its concentration is higher than 1x 10 19 atoms / ㎤, metallic properties appear in the crystalline silicon film. 즉, 반도체로서의 특성이 소멸한다. That is, the characteristics as a semiconductor will be destroyed. 본 실시예에서, 결정성 규소막중의 촉매원소의 농도는, 2차 이온 질량 분석법(SIMS)에 의해 분석 및 측정된 막중의 최소값으로, 1x 10 17 ∼5x 10 18 원자/㎤ 이다. In this embodiment, the concentration of the catalytic element in the crystalline silicon film is a secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis and the minimum value of the measured film by, 1x 10 17 ~5x 10 18 atoms / ㎤.

얻어진 결정성 규소막(203)의 결정성을 높이기 위해, 엑시머 레이저를 사용하여 레이저 어닐을 행한다. To improve the crystallinity of the obtained crystalline silicon film 203, and performs laser annealing using an excimer laser.

도 1은 본 실시예에서 이용되는 레이저 조사실의 측단면도이고, 도 3은 본 실시예에서 이용되는 멀티체임버형 레이저 어닐장치의 평면도이다. 1 is a cross-sectional side view of the laser irradiation used in the present embodiment, Figure 3 is a plan view of a laser annealing device, a multi-chamber type for use in this embodiment. 도 1은 도 3의 AA'선을 따라 취한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view taken along the AA 'line of Fig.

도 1을 참조하면, 레이저 조사실(101)에서는, 펄스 레이저 빔이 레이저 발진기(102)로부터 방출되고, 광학계(112)에 의해 선형 단면 형태로 가공된다. 1, the laser irradiation chamber 101, the pulsed laser beam is emitted from the laser oscillator 102, it is processed into a linear sectional shape by optical systems 112. 그 다음, 그 펄스 레이저 빔이 거울(103)에 의해 반사되고, 최종적으로 석영창(104)을 통해 피처리 기판(105)에 조사된다. Then, the pulse laser beam is reflected by the mirror 103, and is finally irradiated on the substrate 105 through a quartz window (104).

본 실시예에서, 레이저 발진기(102)는 XcCl 엑시머 레이저(파장: 308 nm)이다. In this embodiment, the laser oscillator 102 XcCl excimer laser: a (wavelength 308 nm). KrF 엑시머 레이저(파장: 248 nm)도 사용될 수 있다. KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) can be used.

피처리 기판(105)은 베이스(106)상에 설치된 스테이지(111)상에 배치되고, 그 베이스(106)내에 설치된 히터에 의해 소정 온도(100℃∼700℃)로 유지된다. The substrate 105 is disposed on a stage 111 provided on the base 106, it is maintained at a predetermined temperature (100 ℃ ~700 ℃) by a heater provided in the base 106.

베이스(106)는 기판(105)의 상면이 레이저 빔으로 조사 및 주사되도록 이동기구(107)에 의해 선형 레이저 빔의 길이방향에 수직방향으로 이동된다. The base 106 is moved in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the linear laser beam by the movement mechanism 107 such that the upper surface of the substrate 105 and the scanning irradiation with the laser beam.

분위기를 제어할 수 있는 레이저 조사실(101)은 감압수단(배기수단)으로서 진공 펌프(108)를 가지고 있다. Laser irradiation chamber 101 capable of controlling the atmosphere has a vacuum pump 108 as a pressure reducing means (extraction means). 레이저 조사실(101)은 또한, 가스 공급수단으로서, 밸브를 통해 수소 실린더에 연결된 가스 공급관(109)과, 밸브를 통해 질소 또는 어떤 다른 가스의 실린더에 연결된 가스 공급관(110)을 가지고 있다. Laser irradiation chamber 101 is also, as the gas supply means has a gas supply pipe 109 and the gas supply pipe 110 connected to the cylinder of nitrogen or any other gas through a valve connected to a hydrogen cylinder through a valve.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 레이저 조사실(101)은 게이트 밸브(301)를 통해 기판 이송실(302)에 연결되어 있다. 3, the laser irradiation chamber 101 of Figure 1 is the substrate transport through the gate valve 301 is connected to the chamber (302).

이하, 도 3을 참조하여 레이저 조사장치에 관하여 설명한다. With reference to Figure 3 will be described with reference to a laser irradiation apparatus. 다수, 예를 들어, 20매의 피처리 기판(105)을 수용하는 카세트(312)가 반입/반출실(306)내에 배치된다. A plurality, for example, a cassette 312 accommodating the substrate 105 of the sheet 20 is disposed in the receiving / passing chamber 306. The 로봇 암(305)에 의해 카세트(312)로부터 정렬실(303)로 기판이 1매씩 이송된다. The substrate with the alignment chamber 303 from the cassette 312 by the robot arm 305 and transferred one by one.

정렬실(303)은 기판(105)과 로봇 암(305) 사이의 위치 관계를 수정하기 위한 정렬기구를 구비하고 있다. Alignment chamber 303 is provided with an alignment mechanism for correcting the positional relationship between the substrate 105 and the robot arm 305. 정렬실(303)은 게이트 밸브(307)를 통해 반입/반출실(306)에 연결되어 있다. Alignment chamber 303 is connected to the receiving / passing chamber 306 through a gate valve 307.

예비가열실(308)에서는, 레이저 조사실(101)에서 기판을 가열하는데 걸리는 시간을 단축시켜 처리량(스루풋)을 증가시키기 위해, 레이저 어닐될 기판이 소정의 온도로 예비가열된다. Preheating chamber 308, in, in order to increase the laser irradiation chamber 101, throughput (throughput) by shortening the time it takes to heat the substrate from, the substrate to be laser annealing is pre-heated to a predetermined temperature.

예비가열실(308)의 내부는 히터들에 의해 둘러싸인 석영 실린더로 구성되어 있다. The interior of the preheating chamber 308 is composed of a quartz cylinder is surrounded by a heater. 예비가열실(308)은, 다수의 기판을 수용할 수 있는 서셉터(susceptor)를 가지고 석영으로 만들어진 기판 홀더를 구비하고 있다. Preheating chamber 308, and has a susceptor (susceptor) stand, which can accommodate a plurality of substrates provided with a substrate holder made of quartz. 이 기판 홀더는 엘리베이터에 의해 상하로 이동될 수 있다. The substrate holder can be moved up and down by an elevator. 기판은 상기 히터들에 의해 가열된다. The substrate is heated by the heater. 예비가열실(308)은 게이트 밸브(309)를 통해 기판 이송실(302)에 연결되어 있다. Preheating chamber 308, the substrate is transferred through a gate valve 309 connected to the chamber (302).

예비가열실(308)에서 소정 시간 예비가열된 기판은 로봇 암(305)에 의해 기판 이송실(302)로 복귀된 다음, 정렬실(303)에서 정렬되고, 로봇 암(305)에 의해 레이저 조사실(101)로 이송된다. Predetermined period of time pre-heated substrate in the preheating chamber 308 are aligned in the following, the alignment chamber 303 is returned to the substrate transfer chamber 302 by robot arm 305, a laser irradiation chamber by a robot arm 305, It is transferred to 101.

레이저 광 조사를 받은 후에, 기판(105)은 로봇 암(305)에 의해 기판 이송실(302)로 복귀된 다음, 서냉실(310)로 이송된다. After receiving the laser irradiation, the substrate 105 is transferred to the next standing naengsil 310 is returned to the substrate transfer chamber 302 by the robot arm 305. The

서냉실(310)은 게이트 밸브(311)를 통해 기판 이송실(302)에 연결되어 있다. Standing naengsil 310 is conveying the substrate through a gate valve 311 is connected to the chamber (302). 이 서냉실(310)에서, 석영 스테이지상에 배치된 기판(105)이 램프 및 반사판으로부터 입사하는 적외광으로 조사되면서 서냉된다. The document in naengsil 310, the substrate 105 disposed on the quartz stage is gradually cooled while irradiated with infrared light incident from the lamp and reflector.

서냉 후에, 기판(105)은 로봇 암(305)에 의해 반입/반출실(306)로 이송되고, 카세트(312)내에 저장된다. After slow cooling, the substrate 105 is transported to the receiving / passing chamber 306 by the robot arm 305, and is stored in the cassette 312.

그리하여, 1매의 기판에 대한 레이저 어닐 동작이 완료된다. Thus, the laser annealing operation on one substrate is completed. 위의 공정들을 반복함으로써 다수의 기판이 하나씩 연속적으로 처리될 수 있다. By repeating the process above, there are a number of substrates can be continuously processed one by one.

다음에, 도 1 및 도 3의 장치를 이용한 레이저 어닐 공정에 대하여 설명한다. The following describes a laser annealing process using the apparatus of Figures 1 and 3. 먼저, 피처리 기판(105)(즉, 결정성 규소막(203)을 가진 기판(201))을 HF 수용액 또는 HF 및 H 2 O 2 수용액으로 세정하여 자연산화막을 제거한다. First cleaned with the substrate 105 (that is, the crystalline substrate 201 with a silicon film 203), the HF solution or HF and H 2 O 2 aqueous solution to remove the native oxide film. 그 다음, 기판(105)을 카세트(312)내에 셋트한 다음, 그 카세트를 반입/반출실(306)내에 배치한다. That then, set to the substrate 105 in the cassette 312, and then placing the cassette in the receiving / passing chamber 306. The

도 3을 참조하면, 본 실시예에서는, 정렬된 기판(105)이, 예비가열실(308)내에서의 공기에의 노출로 인한 산화를 방지하기 위해, 예비가열실(308)로 이송하지 않고 레이저 조사실(101)로 직접 이송된다. Referring to Figure 3, in this embodiment, the alignment substrate 105, to prevent oxidation due to exposure to the air in the preheating chamber 308, rather than transferred to the preheating chamber 308 It is fed directly to the laser irradiation chamber 101. 그러나, 기판의 상면이 산화되지 않을 정도로 예비가열실(308)에서 기판(105)을 가열하는 것이 효과적이다. However, it is effective to heat the substrate 105 in the preheating chamber 308, so the upper surface of the substrate is not oxidized. 예비가열실에서의 가열은 질소 분위기와 같은 비산화성 분위기 중에서 행해질 수 있다. Heating in the preheating chamber can be carried out in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

레이저 조사실(101)이 진공 펌프(108)에 의해 배기된 후에, 3%의 수소와 97%의 질소로 이루어진 분위기를 제공하도록, 각각의 가스 공급관(109, 110)으로부터 수소와 질소가 레이저 조사실(101)내에 도입된다. Laser irradiation chamber 101 is then exhausted by the vacuum pump 108, the laser irradiation of hydrogen and nitrogen from each of the gas supply pipe (109, 110) to provide an atmosphere consisting of 3% hydrogen and 97% of nitrogen ( is introduced in a 101). 본 실시예에서는, 레이저 조사실내에 도입된 수소와 질소 각각의 순도는 99.99999%(7자리수)이다. In this embodiment, each having a purity of hydrogen and nitrogen introduced into the laser irradiation room is 99.99999% (7 digits). 압력은 대기압으로 유지된다. Pressure is maintained at atmospheric pressure.

레이저 조사실(101)로 이송되고 스테이지(111)상에 배치된 기판(105)이 베이스(106)에 설치된 히터에 의해 200℃로 가열된다. The substrate 105 is disposed on the laser irradiation chamber 101 and the transfer stage 111 to the heated to 200 ℃ by a heater installed in the base 106.

도 1을 참조하면, 기판(105)에 조사될 선형 레이저 빔은 폭이 0.34 mm이고 길이가 135 mm이다. 1, the linear laser beam is irradiated on the substrate 105 is 0.34 mm in width and a length is 135 mm. 피조사면에서의 레이저 빔의 에너지 밀도는 100∼500 mJ/㎠, 예를 들어, 260 mJ/㎠이다. Energy density of the laser beam at the irradiated surface is 100~500 mJ / ㎠, for example, 260 mJ / ㎠. 2.5 mm/s의 속도로 베이스(106)를 일 방향으로 이동시킴으로써 기판(105)이 선형 레이저 빔으로 주사된다. At a rate of 2.5 mm / s by moving the base 106 in one direction, the substrate 105 is scanned in a linear laser beam. 레이저 발진 주파수는 200 Hz로 설정된다. Laser oscillation frequency is set to 200 Hz. 기판(105)의 일 지점이 레이저 빔으로 10∼50 쇼트(shot) 조사된다. Yi one point of the substrate 105 is irradiated with 10 to 50 shot (shot) with a laser beam.

상기한 방식으로 결정성 규소막(203)이 레이저 어닐되어, 그의 결정성이 개선된다.(도 2B) The crystalline silicon film 203 in this manner is laser annealing, thereby improving its crystallinity (Figure 2B)

수소 함유 분위기에서의 레이저 어닐은 대기압이 아니고 낮은 압력, 즉, 0.01∼700 토르의 압력에서 행해질 수 있다. Laser annealing in a hydrogen-containing atmosphere is not the atmospheric pressure can be carried out at low pressure, i.e., pressure of 0.01 to 700 Torr. 그러한 낮은 압력에서 레이저 어닐을 행함으로써, 어닐된 결정성 규소막의 표면 및 전체 막의 거칠음 정도가 감소될 수 있다. By carrying out the laser annealing in such a low pressure, and the crystalline silicon film and the surface roughness degree of the entire film, the annealing can be reduced.

그 후, 기판(105)이 서냉실(310)로 이송되어 서냉된 후, 기판(105)이 반입/반출실(306)의 카세트(312)내에 저장된 다음, 그 카세트가 레이저 어닐실로부터 꺼내어진다. The substrate 105 is standing naengsil after being transported to 310, slowly cooled, the substrate 105 and then, the cassette stored in the cassette 312 in the receiving / passing chamber 306 is unloaded from the laser annealing chamber .

다음에, 이렇게 하여 형성된 결정성 규소막(203)을 이용하여 TFT를 제작한다. Next, thus, to produce a TFT using a crystalline silicon film 203 is formed. 먼저, 결정성 규소막(203)을 에칭하여 섬모양 영역(205)을 형성한다. First, by etching the crystalline silicon film 203 to form an island-like region 205.

그 다음, 산소 및 TEOS를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 게이트 절연막(206)으로서 두께 1200 Å의 산화규소막을 형성한다. Then, as the gate insulating film 206 by the oxygen and TEOS in a plasma CVD method as a raw material gas to form a silicon oxide film having a thickness of 1200 Å. 이 성막중에, 기판 온도는 250℃∼380℃, 예를 들어, 300℃로 유지된다. During this film formation, the substrate temperature is, for 250 ℃ ~380 ℃, for example, is held at 300 ℃.

그 다음, 게이트 전극을 형성한다. Then, a gate electrode. 즉, 스퍼터링법에 의해 알루미늄막을 3000∼8000 Å, 예를 들어, 6000 Å의 두께로 퇴적한다. That is, the aluminum film for 3000~8000 Å, for example, by sputtering, is deposited to a thickness of 6000 Å. 그 알루미늄막에 규소가 0.1%∼2% 첨가될 수도 있다. Is that the aluminum film may be silicon is added in an amount of 0.1% ~2%. 그리고, 알루미늄막을 패터닝하여 게이트 전극(207)을 형성한다.(도 2C) Then, the aluminum film is patterned to form a gate electrode 207 (Fig. 2C)

다음에, 불순물을 도입한다. Next, the introduction of impurities. n채널형 TFT를 형성하는 경우, 게이트전극(207)을 마스크로 하여 이온 도핑법에 의해 섬모양 영역(205)에 인 이온을 주입한다. In the case of forming the n-channel TFT, and the gate electrode 207 as a mask to inject ions in the island-like region 205 by an ion doping method. 도핑 가스로서 포스핀(PH 3 )이 사용된다. The phosphine (PH 3) is used as a doping gas. 가속전압은 10∼90 kV, 예를 들어, 80 kV로 하고, 도즈량은 1x 10 14 ∼5x 10 15 원자/㎠, 예를 들어, 1x 10 15 원자/㎠으로 한다. 10~90 kV acceleration voltage is, e.g., to 80 kV, and a dose of 1x 10 14 ~5x is for 10 15 atoms / ㎠, for example, be a 1x 10 15 atoms / ㎠. 기판 온도는 실온으로 유지된다. The substrate temperature is maintained at room temperature. 그 결과, 채널형성영역(210)과 n형 불순물영역, 즉, 소스(208) 및 드레인(209)이 형성된다. As a result, the channel forming region 210 and the n-type impurity regions, i.e., source 208 and drain 209 are formed.

p채널형 TFT를 형성하는 경우에는, 게이트 전극(207)을 마스크로 하여 이온 도핑법에 의해 섬모양 영역(205)에 붕소 이온을 주입한다. In the case of forming a p-channel TFT, and the gate electrode 207 as a mask, boron ions are implanted into the island-like region 205 by an ion doping method. 도핑 가스로서, 수소에 의해 1%∼10%, 예를 들어, 5%로 희석된 디보란(B 2 H 6 )이 사용된다. As the doping gas, and 1-10% by hydrogen, for example, a diborane (B 2 H 6) diluted to 5% it is used. 가속전압은 60∼90 kV, 예를 들어, 65 kV로 하고, 도즈량은 2x 10 15 ∼5x 10 15 원자/㎠, 예를 들어, 3x 10 15 원자/㎠으로 한다. 60~90 kV acceleration voltage is, e.g., to 65 kV, and the dose is, for example, 2x 10 15 ~5x 10 15 atoms / ㎠,, and with 3x 10 15 atoms / ㎠. 기판 온도는 실온으로 유지된다. The substrate temperature is maintained at room temperature. 그 결과, 채널형성영역(210) 및 p형 불순물영역, 즉, 소스(208) 및 드레인(209)이 형성된다.(도 2D) As a result, the channel formation region 210 and p-type impurity regions, i.e., source 208 and drain 209 are formed (Fig. 2D)

다음으로, 도핑된 불순물을 활성화하기 위해, 도 3의 레이저 어닐장치를 다시 사용하여 선형 레이저 빔으로 레이저 어닐을 행한다. Next, to activate the doped impurities, by means of a laser annealing apparatus of Figure 3 again, the laser annealing is performed in a linear laser beam. 레이저 조사실(101)내의 분위기는 대기압으로 한다. Atmosphere in the laser irradiation chamber 101 to the atmospheric pressure. 피조사면에서의 레이저 빔의 에너지 밀도는 100∼350 mJ/㎠, 예를 들어, 160 mJ/㎠으로 한다. Energy density of the laser beam at the irradiated surface is to be 100~350 mJ / ㎠, for example, 160 mJ / ㎠. 기판의 한 지점이 레이저 빔으로 20∼40 쇼트 조사되도록, 기판이 선형 레이저 빔으로 주사된다. A point on the substrate is such that 20 to 40 short irradiation with a laser beam, is scanned with a laser beam the substrate is linear. 기판 온도는 200℃로 설정된다. The substrate temperature is set to 200 ℃. 레이저 광 조사 후에, 질소 분위기에서 450℃로 2시간 열 어닐을 행한다.(도 2E) After the laser beam application, heat annealing is performed for 2 hours in 450 ℃ in a nitrogen atmosphere (Fig. 2E)

이어서, 층간절연막(211)으로서 두께 6000 Å의 산화규소막을 플라즈마 CVD법에 의해 형성한다. Next, as an interlayer insulating film (211) 6000 Å thick silicon oxide film is formed by plasma CVD. 그 다음, 에칭에 의해 층간절연막(211)을 관통하여 콘택트 홀을 형성한다. Next, a contact hole is formed through the interlayer insulating film 211 by etching. 그리고, 티탄 및 알루미늄의 다층 막과 같은 금속막을 형성하고 에칭하여 콘택트 홀을 통해 소스 전극/배선(212) 및 드레인 전극/배선(213)을 형성한다. Then, by forming a metal film such as a multilayer film of titanium and aluminum is etched to form the source electrodes / wiring 212 and the drain electrodes / wiring 213 through a contact hole.

마지막으로, 1기압의 수소 분위기에서 200∼350℃로 열 어닐을 행한다. Finally, annealing is performed to heat 200~350 ℃ in a hydrogen atmosphere of 1 atm.

이렇게 하여, 다수의 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 형성된다. In this way, it is formed with a plurality of n-channel type TFT or p-channel type TFT. 얻어진 TFT의 이동도는 70∼12 ㎠/Vs(n채널형) 및 60∼90 ㎠/Vs(p채널형)로 높다.(도 2F) Mobility of the TFT is obtained with high 70~12 ㎠ / Vs (n-channel type) and 60~90 ㎠ / Vs (p-channel) (see FIG. 2F)

레이저 어닐의 분위기와 레이저 빔의 에너지 밀도를 변화시켜 상기한 방법에 따라 TFT들을 형성하였다. By changing the atmosphere and the energy density of the laser beam of the laser annealing to form the TFT according to the method described above. 그 결과의 특성들을 비교하면 아래와 같다. When comparing the characteristics of the results as follows:

도 4A 및 도 4B는 n채널형 TFT 및 p채널형 TFT 각각에서, 분위기 및 레이저 빔 에너지 밀도에 대한 스레시홀드 전압(V th )의 의존성을 나타낸다. 4A and 4B in the n-channel type TFT and p-channel type TFT and represents a thread in dependence upon the threshold voltage (V th) to the atmosphere and the laser beam energy density. 도 4A 및 도 4B에서, 기호 ◇는 앞에서 설명한 수소 함유 분위기 N 2 /H 2 (3%)에서 형성된 TFT용 결정성 규소막을 나타내고, 기호 ○는 100% N 2 분위기에서 형성된 결정성 규소막을 나타내고, 기호 □는 100% O 2 분위기에서 형성된 결정성 규소막을 나타내며, 기호 ▽는 N 2 /O 2 (20%) 분위기에서 형성된 결정성 규소막을 나타낸다. In Figures 4A and 4B, symbols ◇ indicate a film TFT crystalline silicon for formed in a hydrogen atmosphere containing N 2 / H 2 (3% ) described above, symbol ○ represents crystalline silicon film formed in a 100% N 2 atmosphere, symbol □ represents the crystalline silicon film is formed in 100% O 2 atmosphere symbol ▽ represents the crystalline silicon film formed in the N 2 / O 2 (20% ) atmosphere. 각각의 가스의 순도는 99.99999%(7자리수)이었고, 압력은 대기압으로 설정되었다. The purity of the respective gas was 99.99999% (7 digits), a pressure was set to atmospheric pressure.

수소 함유 분위기에서 형성된 n채널형 및 p채널형 TFT의 스레시홀드전압(V th )이 다른 분위기에서 형성된 TFT의 것으로부터 정(+)측으로 크게 시프트되어 있다는 것을 도 4A 및 도 4B에서 알 수 있다. It can be seen that the threshold voltage (V th) of the n-channel and p-channel TFT formed from a hydrogen-containing atmosphere is largely shifted toward positive (+) from those of the TFT formed in the other atmosphere in Figures 4A and 4B . 즉, 수소 함유 분위기에서 레이저 어닐함으로써, 스레시홀드 전압이 정(+)측으로 시프트될 수 있고, 붕소 도핑과 같은 스레시홀드 전압 제어를 행하지 않고도 '노멀리 온' 상태가 얻어질 수 있다. That is, the laser annealing in a hydrogen containing atmosphere, can be the threshold voltage is shifted to a positive (+), the thread when 'on the normally "the threshold voltage control without performing state, such as boron doping can be obtained.

도 5A 및 도 5B는 n채널형 및 p채널형 TFT 각각에서, 분위기 및 레이저 빔 에너지 밀도에 대한 S값의 의존성을 나타낸다. 5A and 5B are in the n-channel and p-channel type TFT and represents the dependency of the S value for the atmosphere and the laser beam energy density. TFT용 결정성 규소막이 형성된 각각의 분위기를 나타내는 도 4A 및 도 4B에서 사용된 기호들이 도 5A 및 도 5B에서도 사용된다. Indicating the respective atmosphere film crystalline silicon for TFT formed in Figs. 4A and 4B symbols are used in Figs. 5A and 5B.

수소 함유 분위기에서 형성된 TFT의 스레시홀드 전압이 도 4A 및 도 4B에서 보이는 바와 같이 정(+)측으로 시프트되었지만, 도 5A 및 도 5B에서 보이는 바와 같이 S값은 증가하지 않았다. Was shifted to positive, as shown in Figures 4A and 4B thread when the threshold voltage of the TFT formed from a hydrogen-containing atmosphere, S value, as shown in Figures 5A and 5B is not increased. 따라서, 수소 함유 분위기에서 형성된 TFT는 스위칭시의 전류 상승 특성이 우수한 것을 나타낸다. Therefore, TFT is formed in a hydrogen-containing atmosphere indicates the excellent characteristics of current rise when switching.

[실시예 2] Example 2

이 실시예에서는, 분위기내 수소 함량이 실시예 1에서보다 작은 0.5%로 설정되었다. In this embodiment, the atmosphere within the hydrogen content was set to the first embodiment smaller than 0.5% at. 결정성 규소막이 실시예 1에서와 같게 설정된 다른 조건들로 형성되었다. Crystalline silicon film was formed in the other conditions set the same as in the first embodiment.

상기 결정성 규소막을 사용하여 형성된 TFT는 실시예 1에 따라 형성된 TFT에서의 것과 거의 같은 S값을 가졌다. TFT formed by using the crystalline silicon film had almost the same S value as that in the TFT formed according to the first embodiment. 스레시홀드 전압의 정측으로의 시프트가 실시예 1에서의 것보다는 작을지라도, 스레시홀드 전압이 레이저 어닐을 대기압에서 행한 종래의 경우로부터 정(+)측으로 시프트되었다. Although the threshold is shifted to the positive side of the voltage is smaller than that in Example 1, was shifted to a thread during a positive (+) from the case of the conventional laser annealing is performed for threshold voltage at atmospheric pressure. 스레시홀드 전압의 시프트량은레이저 어닐 분위기의 수소 함량에 의해 제어될 수 있다는 것으로 결론지어진다. Thread when the shift amount of the hold voltage is concluded that they can be controlled by the hydrogen content of the laser annealing atmosphere.

[실시예 3] Example 3

이 실시예는 본 발명의 실시예 4에서 사용되는 연속처리장치에 관한 것이다. This embodiment relates to a continuous treatment apparatus used in Example 4 of the present invention. 도 8은, 도 3의 장치에 2개의 플라즈마 처리실이 부가되어 있는, 본 실시예에 따른 연속처리장치의 평면도이다. Figure 8 is, in the plasma processing chamber 2 is added to the apparatus of Figure 3, a plan view of a continuous processing apparatus according to this embodiment. 이 장치를 사용하여, 수소 함유 분위기에서의 레이저 어닐 공정에 바로 뒤이어 게이트 절연막을 형성할 수 있다. Using this device, it is possible to immediately followed by forming a gate insulating film in the laser annealing process in a hydrogen-containing atmosphere.

도 8에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사실(802), 예비가열실(803), 서냉실(804), 제1 플라즈마 처리실(807) 및 제2 플라즈마 처리실(808)이 각각의 게이트 밸브(809∼813)를 통하여 기판 이송실(801)에 연결되어 있다. 8, the laser irradiation chamber 802 and preheating chamber 803, standing naengsil 804, a first plasma treatment chamber 807 and the second plasma processing chamber 808. The respective gate valves (809-813 ) it is coupled to the substrate transfer chamber 801 through the. 또한, 반입/반출실(801)이 정렬실(806) 및 게이트 밸브(816)를 통하여 기판 이송실(801)에 연결되어 있다. Further, the receiving / passing chamber 801 is transferred through the substrate alignment chamber 806 and gate valve 816 is connected to the chamber (801).

기판 이송수단으로서의 로봇 암(814)이 기판 이송실(801)내에 설치되어 있다. It has a robot arm 814 as a substrate transfer means is installed in the substrate feed chamber 801. 반입/반출실(805)에는, 다수의 기판들을 수용하기 위한 카세트(815)가 설치되어 있다. In the receiving / passing chamber 805, a cassette 815 for accommodating a plurality of substrates it is provided.

도 8의 장치의 구성요소들중, 기판 이송실(801), 레이저 조사실(802), 예비 가열실(803), 서냉실(804), 반입/반출실(805) 및 정렬실(806)은 실시예 1에서 설명한 도 3의 장치에서와 같은 방식으로 구성되어 있으므로, 본 실시예에서는 설명하지 않는다. Of the components of the apparatus of Figure 8, the substrate feed chamber 801, a laser irradiation chamber 802 and preheating chamber 803, standing naengsil 804, a receiving / passing chamber 805 and the alignment chamber 806 is since the exemplary configuration in the same way as in the device of Figure 3 is described in example 1, and will not be described in this embodiment.

도 8에서, 제1 및 제2 플라즈마 처리실(807, 808)들 각각은, 고주파 전계 발생수단(도시되지 않음)과 그것에 연결되어 있는 1쌍의 평행 평판형 전극(도시되지않음)을 가지고 기판 위에 플라즈마 분위기를 형성함으로써 각종 플라즈마 처리를 행할 수 있는 공지의 플라즈마 처리장치이다. 8, the first and second each of the plasma processing chamber (807, 808) is, with a high frequency electric field generating means (not shown) and is one pairs of parallel plate electrodes (not shown) of that attached to it, the substrate over a plasma treatment of the known apparatus that can perform a variety of plasma treatment to form a plasma atmosphere. 피처리 기판은 1쌍의 평행 평판형 전극들중의 하나 위에 설치된다. The substrate is provided on one of the parallel plate type electrode of the pair.

가스 공급수단과 배출수단(모두 도시되지 않음)을 구비함으로써, 제1 및 제2 플라즈마 처리실(807, 808)들 각각은 그 처리실 내의 분위기와 압력을 제어할 수 있다. By having each of the (not shown) gas supply means and discharge means, the first and the second plasma treatment chamber (807, 808) it can control the atmosphere and the pressure in the treatment chamber.

각각의 제1 및 제2 플라즈마 처리실(807, 808) 안에서는, 가스 공급수단으로부터 그 처리실내로 도입된 가스가 상기 전극들 사이에 발생하는 전계에 의해 활성화되어, 성막, 질화, 또는 산화와 같은 플라즈마 처리가 기판의 상면에 대하여 행해질 수 있다. Each of the first and second inside a plasma processing chamber (807, 808), is a gas introduced from the gas supply means to the treatment chamber activated by an electric field generated between the electrodes, a plasma such as film formation, nitride, or oxide there processing can be performed with respect to the upper surface of the substrate.

도 8의 장치에서, 각각의 체임버내와 인접한 체임버들 사이에는 기밀(氣密)이 확보되어 있다. It has been secured tight (氣密) in the apparatus of Figure 8, between each of the chambers in an adjacent chamber. 각각의 체임버 안의 분위기는 원하는 대로 제어될 수 있다. The atmosphere in each chamber can be controlled as desired. 이와 같은 장치에 의해 처리된 기판들은 외기로부터 단절될 수 있다. It processed by this device the substrate can be cut off from the outside air. 즉, 공기와의 접촉이 방지될 수 있다. That is, the contact with air can be prevented.

이 장치에서는, 수소 함유 분위기에서 결정성 규소막을 레이저 어닐하는 공정과 게이트 절연막이 되는 막을 형성하는 공정이 이들 공정 사이에서 결정성 규소막을 공기에 노출시킴 없이 연속적으로 행해질 수 있다. In this apparatus, a step of forming a film that is a gate insulating film and the step of laser annealing the crystalline silicon film in an atmosphere containing hydrogen can be performed continuously without exposing the crystalline silicon film of air between these processes.

[실시예 4] Example 4

이 실시예는, 수소 함유 분위기에서의 결정성 규소막에 대한 레이저 아닐과 게이트 절연막의 성막이 연속적으로 행해지는 공정에 관한 것이다. This embodiment is the laser and not the deposition of a gate insulating film on the crystalline silicon film in hydrogen-containing atmosphere of the step is carried out continuously.

도 6A∼도 6F는 본 실시예에 따른 박막트랜지스터의 제작공정을 나타낸다. FIG 6A~ Figure 6F shows a manufacturing process of a thin film transistor according to this embodiment. 실시예 1에서와 같은 방식으로, 코닝 1737 기판과 같은 기판(601)상에 하지막으로서의 산화규소막(602)과 비정질 규소막을 플라즈마 CVD법에 의해 연속적으로 성막한다. Examples in the same way as in the first, the continuous film formation as by a substrate 601 on the base film as a silicon oxide film onto 602 and the plasma CVD method an amorphous silicon film, such as Corning 1737 substrate. 비정질 규소막에 니켈초산염 수용액을 도포한 후, 600℃에서 4시간 열 어닐을 행하여 결정성 규소막(603)을 형성한다.(도 6A) After applying a nickel acetate aqueous solution to the amorphous silicon film, and performing thermal annealing for 4 hours at 600 ℃ forming a crystalline silicon film 603. (Fig. 6A)

그 다음, 공지의 방법으로 결정성 규소막(603)을 에칭하여 섬모양 영역(604)을 형성한다. Then, by etching the crystalline silicon film 603 by a known method to form an island-like region 604.

그 후, 도 8의 장치를 사용하여, 수소 함유 분위기에서 기판(601)상의 섬모양 영역(604)을 레이저 어닐하는 공정과 게이트 절연막이 되는 막을 형성하는 공정을 하기 방식으로 연속적으로 행한다. Thereafter, by using the device 8, to a step of forming a film which is a process with the gate insulating film to laser annealing the island-like region 604 on the substrate 601 in a hydrogen-containing atmosphere it is carried out as a continuous method.

본 실시예에서는, 도 8에 나타낸 기판 이송실(801) 안에 질소 분위기가 확립된다. In this embodiment, the nitrogen atmosphere is established in the substrate transfer chamber 801 shown in Fig.

먼저, 섬모양 영역(604)이 형성된 기판(601)을 HF 수용액이나 HF와 H 2 O 2 의 수용액으로 세정하여 자연산화막을 제거한다. First, the island-like region 604 of the substrate 601 is formed by washing with an aqueous solution of HF or HF solution as H 2 O 2 to remove a natural oxide film. 그리고, 그 기판(601)을 카세트(815)안에 넣어 반입/반출실(805) 안에 배치한다. Then, put in place in the receiving / passing chamber 805, the substrate 601 in the cassette 815.

도 8을 참조하면, 본 실시예에서는, 정렬된 기판(601)이, 예비가열실(803)내에서의 공기에의 노출로 인한 산화를 방지하기 위해 예비가열실(803)로 이송됨이 없이 레이저 조사실(802)로 직접 이송된다. 8, in the present embodiment, the alignment of the substrate 601, preheating chamber 803 without being transferred to the preheating chamber 803 to prevent oxidation due to exposure to the air in the It is fed directly to the laser irradiation chamber 802. 그러나, 예비가열실(803) 안에서 기판(601)을 그의 상면이 산화되지 않을 정도로 가열하는 것이 효과적이다. However, it is effective to heat the substrate 601 in the preheating chamber 803, so its top surface will not be oxidized. 예비가열실(803) 안에서의 가열은 질소 분위기와 같은 비산화성 분위기에서 행해질 수 있다. Heating within the preheating chamber 803 may be performed in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

레이저 조사실(802)을 배기시킨 후, 수소와 질소를 레이저 조사실(802) 안에 도입하여, 수소 3%와 질소 97%로 이루어진 분위기를 제공한다. After evacuating the laser irradiation chamber 802, the introduction of hydrogen and nitrogen in the laser irradiation chamber 802, provides an atmosphere consisting of hydrogen and 3% to 97% nitrogen. 본 실시예에서는, 레이저 조사실(802) 안에 도입되는 수소와 질소 각각의 순도는 99.99999%(7자리수)이다. In this embodiment, each having a purity of hydrogen and nitrogen is introduced into the laser irradiation chamber 802 is 99.99999% (7 digits). 압력은 대기압으로 설정된다. The pressure is set to atmospheric pressure.

그 후, 실시예 1에서와 동일한 조건으로 수소 함유 분위기에서 섬모양 영역(604)에 대하여 레이저 어닐을 행하여, 섬모양 영역(604)의 결정성을 개선시킨다.(도 6B) That the then performed under the same conditions as in Example 1, by performing the laser annealing against the island-like region 604 in a hydrogen-containing atmosphere, thereby improving the crystallinity of the island-like region 604 (FIG. 6B)

그 다음, 그 기판(601)을 서냉실(804)로 옮겨 서냉시킨다. Then, the gradual cooling transferred to the substrate 601 by standing naengsil 804. 이 서냉 공정은 필요한 때 행해진다. The slow cooling step is carried out when necessary.

그 다음, 본 실시예에서는, 산화질화규소(SiON)막과 질화규소(SiN)막으로 이루어진 다층 막을 사용하여 하기 방식으로 게이트 절연막을 형성한다. Then, in this embodiment, a gate insulating film in the following manner by using a silicon oxynitride (SiON) film and a silicon nitride (SiN) film multi-layer film made.

서냉의 완료 후에, 서냉실(804)에서 꺼내어진 기판(601)을 공기에 노출시키지 않고 제1 플라즈마 처리실(807)로 직접 이송한다. After completion of the gradual cooling, standing naengsil 804 without exposing the substrate 601, the air taken out of the binary is directly transferred to the first plasma treatment chamber 807. 레이저 어닐 공정에 연속적으로, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에서 하기 방식으로 제1 게이트 절연막을 형성한다. Continuously to the laser annealing process, the first to form a first gate insulating film to a first plasma within the process chamber 807 system.

먼저, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에서, 예를 들어, TEOS 가스와 N 2 O 가스를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 기판(601)상에 제1 게이트 절연막(606)으로서 산화질화규소(SiON)막을 200∼2000 Å, 예를 들어, 대략 1500 Å의 두께로 형성한다. Firstly, the first in the plasma processing chamber 807, for example, TEOS gas and the N 2 O oxidizes a gas as a first gate insulating film 606 on the substrate 601 by a plasma CVD method as a material gas of silicon nitride (SiON ) film 200~2000 Å, for example, is formed to a thickness of about 1500 Å. 이때, 기판의 온도를 400℃로 유지한다. At this time, to keep the temperature of the substrate is 400 ℃.

그 다음, 그 기판(601)을 제2 플라즈마 처리실(808)로 옮겨서, 그곳에서, 예를 들어, 실란과 암모니아를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 제2 게이트 절연막(607)으로서 질화규소(SiN)막을 250∼1000 Å, 예를 들어, 대략 500 Å의 두께로 형성한다. Then, by moving the substrate 601 to the second plasma processing chamber 808, where, for example, silicon nitride (SiN as the second gate insulating film 607 by a plasma CVD method by the silane and ammonia as material gas ) film 250~1000 Å, for example, is formed to a thickness of about 500 Å. 이때, 기판의 온도는 300℃로 설정한다. At this time, the temperature of the substrate is set to 300 ℃.

필요한 때 서냉실(804) 내에서 서냉시킨 후에, 기판(601)을 반입/반출실(805)내의 카세트(815) 안에 저장한다. After slow cooling in a standing naengsil 804 when necessary, and stores the substrate 601 in the cassette 815 in the receiving / passing chamber 805. 그 다음, 그 카세트(815)를 반입/반출실(805)에서 꺼낸다. Then, take out the cassette 815 from the receiving / passing chamber 805.

상기한 방식으로, 멀티체임버 구조에 따라, 레이저 어닐 공정과 게이트 절연막 형성 공정이 결정성 규소막을 공기에 노출시킴이 없이 연속적으로 행해진다.(도 6C) According to the above-described manner, the multi-chamber structure, is continuously carried out without having to the laser annealing process and a gate insulating film formation process exposing the crystalline silicon film is air. (Fig. 6C)

다음에, 게이트 전극을 형성한다. Next, a gate electrode. 즉, 스퍼터법에 의해 알루미늄막을 3000∼8000 Å, 예를 들어, 6000 Å의 두께로 퇴적한다. That is, the aluminum film 3000~8000 Å, by a sputtering method, for example, is deposited to a thickness of 6000 Å. 힐록(hillock)의 발생을 방지하기 위해, 알루미늄막에 규소를 0.1%∼2% 첨가할 수도 있다. In order to prevent the occurrence of a hillock (hillock), it may be added in an amount of 0.1% ~2% of the silicon in the aluminum film. 그 다음, 알루미늄막을 에칭하여 게이트 전극(608)을 형성한다. Then, by etching the aluminum film to form the gate electrode 608.

그 다음, 게이트 전극(608)을 마스크로 하여 이온 도핑법에 의해 섬모양 영역(604) 내에 인 이온 또는 붕소 이온을 주입한다. Then, using the gate electrode 608 as a mask, implanting phosphorous ions or boron ions into the island-like region 604 by an ion doping method. 이때, 기판의 온도를 실온으로 유지한다. At this time, to keep the temperature of the substrate to room temperature.

그 결과, 채널형성영역(610)과 p형 불순물영역, 즉, 소스(608) 및드레인(609)이 형성된다.(도 6D) As a result, the channel formation region 610 and p-type impurity regions, i.e., source 608 and drain 609 are formed (Fig. 6D)

다음에, 도핑된 불순물을 활성화하기 위해, 실시예 1에서와 같은 조건하에 레이저 어닐을 행한다. To Next, activate the doped impurities, a laser annealing is carried out under the same conditions as in Example 1. 그 다음, 질소 분위기에서 450℃로 2시간 열 어닐을 행한다.(도 6E) Then, annealing is carried out for 2 hours to heat to 450 ℃ in a nitrogen atmosphere (Fig. 6E)

그 후, 실시예 1에서와 같은 방식으로, 층간절연막(612), 소스 전극/배선(613) 및 드레인 전극/배선(614)을 형성한다. That the then performed the same way as in Example 1, an interlayer insulating film 612, source electrodes / wiring 613 and the drain electrodes / wiring 614. 마지막으로, 1기압의 수소 분위기에서 200℃∼350℃로 열 어닐을 행하여, 박막트랜지스터를 완성한다.(도 6F) Finally, by performing the thermal annealing in a hydrogen atmosphere of 1 atm to 200 ℃ ~350 ℃, thereby completing the thin film transistor (Fig. 6F)

본 실시예에 따라 제작된 박막트랜지스터는 실시예 1에 따라 제작된 박막트랜지스터보다 큰 3∼5 V의 정(+)측으로의 스레시홀드 전압 시프트를 나타내었으나, 그의 S값은 실시예 1에 따라 제작된 박막트랜지스터보다 작았다. The thin film transistor manufactured according to this embodiment is shown eoteuna the threshold voltage shift of the side of the large 3~5 V positive than the thin film transistor manufactured according to the first embodiment, its S value according to Example 1 It was smaller than the fabricated thin film transistor. 또한, 이동도가 약간 증가하였다. In addition, a slight increase mobility.

또한, 산화질화규소막과 질화규소막으로 이루어진 2층 게이트 절연막 때문에, 질화규소막만을 사용한 경우보다 절연파괴 전압이 증가되었다. Furthermore, since the two-layer gate insulating film of a silicon oxynitride film and a silicon nitride film, a silicon nitride film is used only if the breakdown voltage was increased.

본 실시예에서, 게이트 절연막이 실시예 1에서와 같이 산화규소막만으로 구성될 수도 있다. In this embodiment, the gate insulating film may be composed of only a silicon oxide film as in the first embodiment. 이 경우, 스레시홀드 전압 시프트가 실시예 1에서보다 크게 되지만, S값과 이동도에 대해서는 뚜렸한 개선이 얻어지지 않는다. In this case, the thread, but when larger than the threshold voltage shift in the first embodiment, the one tturyeot improvement for the S value and the mobility can not be obtained.

[실시예 5] Example 5

이 실시예는, 게이트 절연막이 산화규소(SiO 2 )막(제1 절연막)과 질화규소(SiN)막(제2 절연막)으로 이루어진 점에서만 실시예 4의 것과 다른 박막트랜지스터의 제작공정에 관한 것이다. This embodiment is a gate insulating film on the silicon oxide (SiO 2) film (first insulating film) and a silicon nitride (SiN) film manufacturing process of the thin-film transistor that only in Example 4 that consists of (second insulating film). 이하, 본 실시예를 도 6 및 도 8에 의거하여 설명한다. Will be described below, according to the embodiment in Fig. 6 and Fig.

먼저, 실시예 4에서와 같은 공정들로, 기판(601)상에 비정질 규소막의 섬모양 영역(604)을 형성한다. First, in Example 4 in the process such as in, to form the amorphous silicon film island region 604 on the substrate 601. 그 다음, 도 8의 장치를 사용하여, 실시예 4와 동일한 공정 및 조건으로 수소 함유 분위기에서 기판(601)상의 섬모양 영역(604)에 대하여 레이저 어닐을 행한다.(도 6B) Then, annealing is performed with a laser with respect to the island-like region 604 carried on the substrate 601 in a hydrogen-containing atmosphere with the same process and condition as in Example 4 using the apparatus of Figure 8, (Fig. 6B)

그 후, 필요한 때 기판(601)을 서냉실(804)로 옮기고 서냉시킨다. Then, the gradual cooling is transferred to substrate 601 when required to stand naengsil 804.

서냉의 완료 후에, 서냉실(804)에서 꺼내어진 기판(601)을 공기에 노출시키지 않고 제1 플라즈마 처리실(807)로 직접 이송한다. After completion of the gradual cooling, standing naengsil 804 without exposing the substrate 601, the air taken out of the binary is directly transferred to the first plasma treatment chamber 807. 레이저 어닐 공정에 연속적으로, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에서 하기 방법으로 제1 게이트 절연막을 형성한다. Continuously to the laser annealing process, the first to form a first gate insulating film by the following method in the first plasma processing chamber (807).

먼저, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에서, 예를 들어, TEOS를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 기판(601)상에 제1 게이트 절연막(606)으로서 산화규소(SiO 2 )막을 1000∼4000 Å, 예를 들어, 대략 2000 Å의 두께로 형성한다. First, in a first plasma processing chamber 807, for example, oxidation as a first gate insulating film 606 on the substrate 601 by a plasma CVD method at a TEOS gas as a raw material of silicon (SiO 2) film 1000-4000 Å, for example, is formed to a thickness of about 2000 Å.

그 다음, 그 기판(601)을 제2 플라즈마 처리실(808)로 옮기고, 그곳에서, 실란과 암모니아를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 제2 게이트 절연막(607)으로서 질화규소(SiN)막을 1000 Å의 두께로 형성한다. Then, transferred to the substrate 601 to the second plasma processing chamber 808, there, 1000 Å silane and ammonia to a second gate insulating film 607 by a plasma CVD method as a material gas of silicon nitride (SiN) film a is formed to have a thickness. 이때, 기판의 온도를 300℃로 유지한다. At this time, to keep the temperature of the substrate is 300 ℃.

상기한 방식으로, 레이저 어닐 공정과 게이트 절연막 형성공정이 연속적으로행해진다. In this manner, and the laser annealing process and a gate insulating film formation step is performed by continuously. 그 결과, 게이트 절연막과 채널형성영역이 될 섬모양 영역과의 경계에의 산화막의 형성 및 불순물의 도입이 방지될 수 있어, 그 경계가 우수한 특성을 가지게 된다.(도 6C) As a result, the introduction of the formation of the oxide film and impurities on the interface between the gate insulating film and the island-like region to be a channel formation region can be prevented, and the boundary is to have excellent characteristics. (Fig. 6C)

그 후, 실시예 4에서와 같은 방법으로 박막트랜지스터를 완성한다.(도 6D∼도 6F). Then, the embodiment to complete the thin film transistor in the same manner as in Example 4. (Figure 6D~ Fig. 6F).

실시예 1에 따라 제작된 박막트랜지스터와 비교하여, 본 실시예에 따라 제작된 박막트랜지스터는 스레시홀드 전압 시프트의 증가, S값의 감소, 이동도의 증가를 나타내었다. In comparison with the thin film transistor manufactured according to Example 1, a thin film transistor manufactured according to this embodiment exhibited a thread increase of threshold voltage shift, the decrease in S value, an increase in mobility.

[실시예 6] Example 6

이 실시예는, 결정성 규소막의 상면을 질화하여 형성된 질화규소막을 제1 절연막으로 한 공정에 관한 것이다. This embodiment relates to a process, a silicon nitride film formed as the first insulating film by nitriding the upper surface of the crystalline silicon film. 이 실시예는 게이트 절연막의 구조를 제외하고는 실시예 4와 동일하다. This embodiment is the same as in Example 4 except for the structure of the gate insulating film.

도 7A∼도 7F에 본 실시예에 따른 박막트랜지스터의 제작공정을 나타낸다. FIG 7A~ Figure shows the manufacturing steps of the thin film transistor according to this embodiment to 7F. 실시예 4와 같은 방법으로, 유리기판(701)상에 하지막(702)으로서의 산화규소막과 비정질 규소의 섬모양 영역(704)을 형성하고, 가열 결정화를 행한다. Example 4 In the same way, to form a base film 702 as an island-like region 704 of the silicon oxide film and an amorphous silicon on a glass substrate 701, the heating crystallization is performed.

실시예 4와 동일한 방법으로 도 8의 연속처리장치를 사용하여 레이저 조사실안에서 수소 함유 분위기중에서 레이저 어닐을 행함으로써 섬모양 영역(704)의 결정성을 개선하였다.(도 7A) Example 4 was carried out to improve the same way as the island-like region 704 of the crystal by performing a laser annealing of the figure a hydrogen-containing atmosphere using a continuous processing apparatus 8 in the laser irradiation sex (Fig. 7A)

그 후, 필요한 때 기판(701)을 서냉실(804)로 옮겨 서냉시킨다. Then, the gradual cooling transferred to substrate 701 when required to stand naengsil 804.

서냉의 완료 후에, 서냉실(804)에서 꺼내어진 기판(701)을 공기에 노출시키지 않고 제1 플라즈마 처리실(807)로 직접 이송한다. After completion of the gradual cooling, standing naengsil 804 without exposing the substrate 701, the air taken out of the binary is directly transferred to the first plasma treatment chamber 807. 레이저 어닐 공정에 연속적으로, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에서 하기 방법으로 제1 게이트 절연막(706)을 형성한다. To form a continuous, first plasma treatment chamber first gate insulating film 706 in the following manner in the 807 to the laser annealing process.

먼저, 제1 플라즈마 처리실(807) 안에 암모니아(NH 3 )와 질소(N 2 )를 도입하고, 고주파 전계에 의해, 활성화된 암모니아(NH 3 * )를 포함하는 플라즈마 분위기를 발생한다. Firstly, the first introducing ammonia (NH 3) and nitrogen (N 2) in the plasma processing chamber 807, and generating a plasma atmosphere containing the activated ammonia (NH 3 *) by the high frequency electric field.

그 플라즈마 분위기에 섬모양 영역(704)을 노출시킴으로써, 섬모양 영역(704)의 표면이 질화된다. By exposing the island-like region 704 in the plasma atmosphere, the surface of the island region (704) is nitrided. 즉, 제1 게이트 절연막(706)으로서 질화규소(SiN)막이 50∼300 Å, 예를 들어, 100 Å의 두께로 형성된다. That is, the first film is 50~300 Å, for example, silicon nitride (SiN) as the gate insulating film 706 is formed to a thickness of 100 Å. 이때, 기판의 온도는 300℃∼400℃, 예를 들어, 350℃로 유지된다.(도 7B) At this time, the temperature of the substrate is, for 300 ℃ ~400 ℃, for example, is held at 350 ℃. (Fig. 7B)

그 다음, 기판(701)을 제2 플라즈마 처리실(808)로 옮기고, 그곳에서, 제1 게이트 절연막(706)의 형성 직후, 예를 들어, 실란과 암모니아를 원료가스로 한 플라즈마 CVD법에 의해 제2 게이트 절연막(707)으로서 질화규소막을 대략 200∼1000 Å, 예를 들어, 대략 300 Å의 두께로 형성한다. Then, transfer the substrate 701 to the second plasma processing chamber 808, where, the first immediately after formation of the gate insulating film 706, for example, by a plasma CVD method by the silane and ammonia as source gases the the second gate insulating film 707, a silicon nitride film is about 200~1000 Å, for example, is formed to a thickness of about 300 Å. 이때, 기판의 온도를 300℃로 유지한다.(도 7C) At this time, to keep the temperature of the substrate is 300 ℃. (Fig. 7C)

그 후, 실시예 4와 동일한 방법으로 박막트랜지스터를 완성한다.(도 7D∼도 7F) Then, the embodiment to complete the thin film transistor in the same manner as in Example 4. (Figure 7D~ Fig. 7F)

얻어진 박막트랜지스터는 채널형성영역과 게이트 절연막 사이에 우수한 특성을 가진 경계를 갖는다. The resulting thin film transistor has a boundary with excellent properties between the channel formation region and the gate insulating film. 그 결과, 실시예 4에 따라 제작된 박막트랜지스터와 비교하여서도, 본 실시예에 따라 제작된 박막트랜지스터는 스레시홀드 전압 시프트의 증가, S값의 감소, 이동도의 증가를 나타내었다. As a result, Example 4 hayeoseo compared to the thin film transistor manufactured according to Fig., A thin film transistor manufactured according to this embodiment exhibited a thread increase of threshold voltage shift, the decrease in S value, an increase in mobility.

질화규소로 된 제1 게이트 절연막(706)이 섬모양 영역(704)의 표면을 질화하여 얻어진다는 사실로 인하여, 성막에 의해 제1 게이트 절연막을 형성하는 경우에서보다 높은 정도로 채널형성영역내에의 수소 감금이 달성되고 우수한 경계가 형성되기 때문에, 상기한 이점들이 얻어지는 것으로 고려된다. A first gate insulating film 706, the hydrogen confinement in the island-like region 704 due to the fact that is obtained by nitriding the surface of the channel so higher in the case of forming the first gate insulating film by a film-forming forming regions of silicon nitride since this is achieved are formed at the boundary excellent, it is considered that the above-mentioned advantages are obtained.

특히, 질화 분위기로서 NH 3 * 분위기를 이용하기 때문에, 표면이 질화될 때 섬모양 영역(704) 안으로 수소가 도입된다. In particular, since the use of NH 3 * atmosphere as the nitriding atmosphere, the hydrogen is introduced into the island-like region 704 when the surface is nitrided. 수소의 존재가 스레시홀드 전압 시프트, 댕글링 결합의 중화, 그 밖의 바람직한 현상을 촉진시키는 것으로 고려된다. The presence of hydrogen the threshold voltage shift, the neutralization of the dangling bonds, is considered to promote other preferred developer.

상기한 실시예들에서는 비정질 규소막이 가열 결정화 공정과 레이저 어닐 공정의 조합에 의해 결정화되지만, 레이저 어닐 공정만으로도 결정화될 수도 있다. In the embodiments described above, but an amorphous silicon film is crystallized by a combination of the heating step and the crystallization laser annealing process, and may be crystallized with only the laser annealing process.

본 발명에 따르면, 레이저 어닐을 이용함으로써, 비단결정 규소막이 결정화되거나 결정성이 개선되고, 얻어진 결정성 규소막을 사용하여 형성된 TFT의 스레시홀드 전압이 S값을 증가시키지 않고도 정(+)측으로 시프트될 수 있다. According to the invention, by using the laser annealing, the non-single crystal silicon film is crystallized or improved crystallinity, the obtained crystalline silicon threads when the TFT is formed using a film hold voltage is shifted toward the positive (+) without increasing the S value It can be. 즉, 붕소 도핑에 의한 종래의 스레시홀드 값 제어와 대조적으로, 스위칭시의 급격한 전류 상승 특성을 가지며 '노멀리 오프' 상태를 나타내는 TFT가 제작공정수의 증가 없이 얻어질 수 있다. That is, the conventional threshold value control and the contrast due to the boron doping, and has a rapid current rise characteristics when the switching TFT indicating "normally-off" state can be obtained without increasing the number of manufacturing steps. 따라서, 제작비용이 감소될 수 있다. Thus, the production cost can be reduced.

또한, 수소 함유 분위기중에서의 레이저 어닐 공정과 게이트 절연막 형성 공정이 연속적으로, 즉, 이들 공정 사이에서 결정성 규소막을 공기에 노출시킴이 없이 행해질 수 있다. Further, in the laser annealing process and a gate insulating film forming step of sequentially in a hydrogen-containing atmosphere, i.e., can be done without exposing the crystalline silicon film Sikkim air between these processes. 그 결과, TFT의 채널형성영역과 게이트 절연막 사이의 경계의 특성이 개선될 수 있어, 스레시홀드 전압 시프트와 S값이 더욱 개선된다. As a result, the characteristics of the boundary between the channel forming region of the TFT and the gate insulating film can be improved, the threshold voltage shift and the S value are further improved.

Claims (66)

  1. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    가늘고 기다란 횡단면과 소정의 발진 주파수를 가지는 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 위의 규소를 포함하는 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서, 공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써, 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; A narrow elongated cross-section and the step of scanning the semiconductor island comprising silicon on said substrate in a linear pulse laser beam having a predetermined oscillation frequency, the group consisting of in the first chamber of the apparatus, the air, nitrogen, helium and argon, by from moving the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam in an atmosphere containing a mixed gas of at least one gas and hydrogen is selected at a predetermined speed, the semiconductor with the linear pulse laser beam a step of scanning the island; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에 적어도 규소와 질소를 포함하는 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of forming an insulating film containing at least silicon and nitrogen on the semiconductor islands;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬이 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정 사이에서 상기 장치의 외측의 공기에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse is irradiated for 10 to 50, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is not exposed to the outside air of the device between the scanning step and the insulating film forming step .
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주사 공정이 대기압 하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the scanning process is performed under an atmospheric pressure of claim 1.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 주사 공정이 0.01∼700 토르(Torr)의 압력하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein making a semiconductor device wherein the step of scanning is a feature that is performed under a pressure of 0.01 to 700 Torr (Torr).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 상기 주사 공정 중에 100∼700℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the substrate is heated to a temperature of 100~700 ℃ during the scanning process.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 주사 공정 전에 상기 반도체 섬을 가열하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein the semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising the step of heating the semiconductor islands before the injection process.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 발진 주파수가 200 Hz이고, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein the predetermined oscillation frequency is 200 Hz, the semiconductor device manufacturing method characterized in that the said predetermined speed of 2.5 mm / s.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 빔의 상기 횡단면의 폭이 0.34 mm인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 1, wherein making a semiconductor device, characterized in that the width of the cross section of the laser beam is 0.34 mm.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate according to claim 1.
  11. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    가늘고 기다란 횡단면과 소정의 발진 주파수를 가지는 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 위의 규소를 포함하는 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서, 공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써, 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; A narrow elongated cross-section and the step of scanning the semiconductor island comprising silicon on said substrate in a linear pulse laser beam having a predetermined oscillation frequency, the group consisting of in the first chamber of the apparatus, the air, nitrogen, helium and argon, by from moving the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam in an atmosphere containing a mixed gas of at least one gas and hydrogen is selected at a predetermined speed, the semiconductor with the linear pulse laser beam a step of scanning the island; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 질소를 함유하는 다층 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of on the semiconductor island, forming a multi-layered insulating film containing nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10-50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬이 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정 사이에서 상기 장치의 외측의 공기에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse is irradiated for 10 to 50, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is not exposed to the outside air of the device between the scanning step and the insulating film forming step .
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 12. The method of claim 11, the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 주사 공정이 대기압 하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the scanning process is performed under an atmospheric pressure of claim 11.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 주사 공정이 0.01∼700 토르(Torr)의 압력하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 11, wherein the method for manufacturing a semiconductor device wherein the step of scanning is a feature that is performed under a pressure of 0.01 to 700 Torr (Torr).
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 12. The method of claim 11, the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 기판이 상기 주사 공정 중에 100∼700℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 12. The method of claim 11, the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the substrate is heated to a temperature of 100~700 ℃ during the scanning process.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 레이저 빔의 상기 횡단면의 폭이 0.34 mm인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 11, wherein the method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the width of the cross section of the laser beam is 0.34 mm.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 13. The method of claim 11, wherein the semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 소정의 발진 주파수가 200 Hz이고, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 11, wherein the predetermined oscillation frequency is 200 Hz, the semiconductor device manufacturing method characterized in that the said predetermined speed of 2.5 mm / s.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 분위기가 수소 3%와 질소 97%로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 12. The method of claim 11, the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the atmosphere consisting of hydrogen and 3% to 97% nitrogen.
  21. 제 11 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate according to claim 11.
  22. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    장치의 제1 체임버 내에서, 공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면과 소정의 발진 주파수를 가지는 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 가진 상기 기판을 주사하는 공정으로서, 상기 제1 체임버 내에서 대기압 하에 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판을 주사하는 공정; In the first chamber of the apparatus, the air, in a linear pulse laser beam having an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and hydrogen from nitrogen, helium and argon the group consisting of, a thin and long cross section and a predetermined oscillation frequency a step of scanning the substrate with the semiconductor island, wherein the linear pulsed laser by moving the substrate at a predetermined speed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam under atmospheric pressure in the first chamber a step of scanning the substrate with the beam; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 적어도 규소와 질소를 포함하는 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of forming an insulating film that contains on the semiconductor island, at least silicon and nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬이 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정 사이에서 상기 장치의 외측의 공기에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse is irradiated for 10 to 50, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is not exposed to the outside air of the device between the scanning step and the insulating film forming step .
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 반도체 섬에 불순물을 도입하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 22, wherein the semiconductor device manufacturing method according to claim 1, further comprising the step of introducing an impurity into the semiconductor island.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 22, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 22, wherein the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 절연막이 열 어닐을 행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 22, wherein the semiconductor device manufacturing method characterized in that the insulating film is formed by carrying out thermal annealing.
  27. 제 22 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는 촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 23. The method of claim 22, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  28. 제 22 항에 있어서, 상기 소정의 발진 주파수가 200 Hz이고, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 23. The method of claim 22, wherein the predetermined oscillation frequency is 200 Hz, the semiconductor device manufacturing method characterized in that the said predetermined speed of 2.5 mm / s.
  29. 제 22 항에 있어서, 상기 분위기가 수소 3%와 질소 97%로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 22, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the atmosphere consisting of hydrogen and 3% to 97% nitrogen.
  30. 제 22 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate according to claim 22.
  31. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 열 어닐하는 공정; A step of heat annealing the semiconductor film;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    장치의 제1 체임버 내에서, 공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면을 가진 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 가진 상기 기판을 주사하는 공정으로서, 상기 제1 체임버 내에서 대기압 하에 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판을 주사하는 공정; In the first chamber of the apparatus, the air, in a linear pulse laser beam having the, thin and elongated cross section in an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and hydrogen from nitrogen, helium and argon the group consisting of with the semiconductor island a step of injection of the substrate, the substrate with the linear pulse laser beam by moving the substrate at a predetermined speed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam under atmospheric pressure in the first chamber a step of scanning;
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 적어도 규소와 질소를 포함하는 게이트 절연막을 형성하는 공정; Forming a gate insulating film including over the semiconductor island, at least silicon and nitrogen in the second chamber of the apparatus;
    상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 반도체 섬에 인접한 게이트 전극을 형성하는 공정; A step of sandwiching the gate insulating film: forming a gate electrode adjacent to said semiconductor islands; And
    상기 반도체 섬의 적어도 일부에 불순물을 도입하는 공정을 포함하고; And a step of introducing an impurity into at least a portion of the semiconductor island;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬이 상기 주사 공정과 상기 게이트 절연막 형성 공정 사이에서 상기 장치의 외측의 공기에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse of 10 to 50 are irradiated, the semiconductor manufacturing apparatus between the semiconductor island said scanning step and the gate insulating film forming process characterized in that it is not exposed to the outside of the apparatus air Way.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 불순물 도입 공정이 이온 도핑법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 31, wherein the method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the impurity implantation step is carried out by an ion doping method.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 불순물 도입 공정 후에 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 가진 상기 기판을 주사하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 31, wherein the method for manufacturing the semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of scanning said substrate with said semiconductor island to the linear pulsed laser beam after the impurity introducing step.
  34. 제 31 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 32. The method of claim 31, the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  35. 제 33 항에 있어서, 상기 기판의 일 지점에 20∼40 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼350 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 35. The method of claim 33, characterized in that to one point of the substrate where the laser beam pulse of 20 to 40 are irradiated, the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~350 mJ / ㎠ the semiconductor device manufacturing method which.
  36. 제 31 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는 촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 32. The method of claim 31, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  37. 제 31 항에 있어서, 상기 게이트 절연막이 산화질화규소막과 질화규소막을 포함하는 다층 막인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 31, wherein the method for manufacturing the semiconductor device of the gate insulating film is characterized in that the multi-layer membrane comprising a silicon oxynitride film and a silicon nitride film.
  38. 제 31 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 32. The method of claim 31, the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  39. 제 31 항에 있어서, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s이고, 상기 레이저 빔의 발진 주파수가 200 Hz인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 32. The method of claim 31, wherein assuming that the predetermined speed 2.5 mm / s, The manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that the oscillation frequency of the laser beam is 200 Hz.
  40. 제 31 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 31.
  41. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 열 어닐하는 공정; A step of heat annealing the semiconductor film;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면과 소정의 발진 주파수를 가지는 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 위의 규소를 포함하는 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서, 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; Air, in a linear pulse laser beam having an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and hydrogen from nitrogen, helium and argon the group consisting of, a thin and long cross section and a predetermined oscillation frequency comprising silicon on said substrate a step of scanning the semiconductor island, in the first chamber of the device, wherein the semiconductor of the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam in the linear pulse laser beam is moved at a predetermined speed a step of scanning the island; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 적어도 규소와 질소를 포함하는 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of forming an insulating film that contains on the semiconductor island, at least silicon and nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 반도체 섬이 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정 사이에서 상기 장치의 외측의공기에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse is irradiated for 10 to 50, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is not exposed to the outside air of the device between the scanning step and the insulating film forming step .
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 소정의 발진 주파수가 200 Hz이고, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 42. The method of claim 41, wherein the predetermined oscillation frequency is 200 Hz, the semiconductor device manufacturing method characterized in that the said predetermined speed of 2.5 mm / s.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 41, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  44. 제 41 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 41.
  45. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    상기 반도체막을 열 어닐하는 공정; A step of heat annealing the semiconductor film;
    상기 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; The step of forming the at least one semiconductor island by patterning the semiconductor film;
    공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면과 소정의 발진 주파수를 가지는 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 위의 규소를 포함하는 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서, 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; Air, in a linear pulse laser beam having an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and hydrogen from nitrogen, helium and argon the group consisting of, a thin and long cross section and a predetermined oscillation frequency comprising silicon on said substrate a step of scanning the semiconductor island, in the first chamber of the device, wherein the semiconductor of the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam in the linear pulse laser beam is moved at a predetermined speed a step of scanning the island; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 적어도 규소와 질소를 포함하는 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of forming an insulating film that contains on the semiconductor island, at least silicon and nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정이 상기 장치의 외측의 공기에 상기 반도체 섬을 노출시키지 않고 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse of 10 to 50 are irradiated, the semiconductor, characterized in that the injection step and the insulating film forming step is performed continuously without exposing the semiconductor island on the outside air of said apparatus device manufacturing method.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 소정의 발진 주파수가 200 Hz이고, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 46. ​​The method of claim 45, wherein the predetermined oscillation frequency is 200 Hz, the semiconductor device manufacturing method characterized in that the said predetermined speed of 2.5 mm / s.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 45, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  48. 제 45 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 45.
  49. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    열 어닐에 의해 상기 반도체막을 결정화시키는 공정; Process crystallized by thermal annealing, the crystal semiconductor film;
    결정화된 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; Patterning the crystallized semiconductor film, a step of forming at least one of the semiconductor island;
    공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면을 가진 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판과 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서 대기압 하에, 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 및 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; A linear pulse laser beam having the, thin and elongated cross section in an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and the hydrogen from the air, nitrogen, helium and argon the group consisting of a step for scanning the substrate and the semiconductor island, the device all under the atmospheric pressure within the first chamber, a step of scanning said substrate and said semiconductor islands by the linear pulse laser beam by moving the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam at a predetermined speed .; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬 상에, 적어도 규소와 질소를 포함하는 절연막을 형성하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of forming an insulating film that contains on the semiconductor island, at least silicon and nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 주사 공정과 상기 절연막 형성 공정이 상기 장치의 외측의 공기에 상기 반도체 섬을 노출시키지 않고 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse of 10 to 50 are irradiated, the semiconductor, characterized in that the injection step and the insulating film forming step is performed continuously without exposing the semiconductor island on the outside air of said apparatus device manufacturing method.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 50. The method of claim 49, wherein the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 절연막이 질소 분위기에서 행해지는 열 어닐에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 50. The method of claim 49, wherein the method for manufacturing a semiconductor device characterized in that the insulating film is formed by thermal annealing is performed in a nitrogen atmosphere.
  52. 제 49 항에 있어서, 상기 소정의 속도가 2.5 mm/s이고, 상기 레이저 빔의 발진 주파수가 200 Hz인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 50. The method of claim 49, wherein assuming that the predetermined speed 2.5 mm / s, The manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that the oscillation frequency of the laser beam is 200 Hz.
  53. 제 49 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 49.
  54. 제 49 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는 촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 50. The method of claim 49, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  55. 제 49 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 50. The method of claim 49, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  56. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    열 어닐에 의해 상기 반도체막을 결정화시키는 공정; Process crystallized by thermal annealing, the crystal semiconductor film;
    결정화된 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; Patterning the crystallized semiconductor film, a step of forming at least one of the semiconductor island;
    공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면을 가진 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판과 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서,장치의 제1 체임버 내에서 대기압 하에, 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 및 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; A linear pulse laser beam having the, thin and elongated cross section in an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and the hydrogen from the air, nitrogen, helium and argon the group consisting of a step for scanning the substrate and the semiconductor island, the device all under the atmospheric pressure within the first chamber, a step of scanning said substrate and said semiconductor islands by the linear pulse laser beam by moving the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam at a predetermined speed .; And
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬을 질소로 처리하는 공정을 포함하고; In the second chamber of the device and a step of processing the semiconductor island with nitrogen;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 주사 공정과 상기 처리 공정이 상기 장치의 외측의 공기에 상기 반도체 섬을 노출시키지 않고 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse of 10 to 50 are irradiated, the semiconductor device characterized in that the injection step and the treatment step is carried out continuously without exposing the semiconductor island on the outside air of said apparatus how to build.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/㎠으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 57. The method of claim 56, wherein the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / ㎠.
  58. 제 56 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는 촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 57. The method of claim 56, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  59. 제 56 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 56.
  60. 제 56 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 57. The method of claim 56, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
  61. 기판 위에, 규소를 포함하는 반도체막을 형성하는 공정; On a substrate, a step of forming a semiconductor film containing silicon;
    열 어닐에 의해 상기 반도체막을 결정화시키는 공정; Process crystallized by thermal annealing, the crystal semiconductor film;
    결정화된 반도체막을 패터닝하여 적어도 하나의 반도체 섬을 형성하는 공정; Patterning the crystallized semiconductor film, a step of forming at least one of the semiconductor island;
    공기, 질소, 헬륨 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 한가지 가스와 수소와의 혼합 가스를 포함하는 분위기 중에서, 가늘고 기다란 횡단면을 가진 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판과 상기 반도체 섬을 주사하는 공정으로서, 장치의 제1 체임버 내에서 대기압 하에, 상기 선형 펄스 레이저 빔의 상기 횡단면의 길이방향에 수직인 방향으로 상기 기판을 소정의 속도로 이동시킴으로써 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 기판 및 상기 반도체 섬을 주사하는 공정; A linear pulse laser beam having the, thin and elongated cross section in an atmosphere containing a mixed gas of the selected at least one gas and the hydrogen from the air, nitrogen, helium and argon the group consisting of a step for scanning the substrate and the semiconductor island, the device all under the atmospheric pressure within the first chamber, a step of scanning said substrate and said semiconductor islands by the linear pulse laser beam by moving the substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section of the linear pulse laser beam at a predetermined speed .;
    상기 장치의 제2 체임버 내에서 상기 반도체 섬의 표면을 질소로 처리함으로써 상기 반도체 섬 상에 게이트 절연막을 형성하는 공정; Forming a gate insulating film on said semiconductor islands by treating the surface of the semiconductor island of the nitrogen in the second chamber of the apparatus;
    적어도 규소와 질소를 포함하는 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 반도체 섬에 인접한 게이트 전극을 형성하는 공정; Sandwiching the gate insulating film containing at least silicon and nitrogen forming a gate electrode adjacent to said semiconductor islands; And
    상기 반도체 섬의 적어도 일부에 불순물을 도입하는 공정을 포함하고; And a step of introducing an impurity into at least a portion of the semiconductor island;
    상기 기판의 일 지점에 10∼50 펄스의 상기 레이저 빔이 조사되고, 상기 주사 공정과 상기 게이트 절연막 형성 공정이 상기 장치의 외측의 공기에 상기 반도체 섬을 노출시키지 않고 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. In one point of the substrate where the laser beam pulse is irradiated for 10 to 50, characterized in that the injection step and the gate insulating film forming step is performed continuously without exposing the semiconductor island on the outside air of said apparatus The semiconductor device manufacturing method.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 반도체장치가, 상기 기판 상에 화소영역과 구동회로가 형성되어 있는 모놀리식형 표시장치인 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. Method, the semiconductor device manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that prefabricated sikhyeong display device is formed with the pixel area and the drive circuit on the substrate of claim 61.
  63. 제 61 항에 있어서, 상기 반도체 섬의 표면 상에서의 상기 레이저 빔의 에너지 밀도가 100∼500 mJ/cm 2 으로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 61, wherein the semiconductor device manufacturing method, characterized in that the energy density of the laser beam on the surface of the semiconductor island is set to 100~500 mJ / cm 2.
  64. 제 61 항에 있어서, 상기 불순물 도입 공정 후에 상기 선형 펄스 레이저 빔으로 상기 반도체 섬을 가진 상기 기판을 주사하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 61, wherein the method for manufacturing the semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of scanning said substrate with said semiconductor island to the linear pulsed laser beam after the impurity introducing step.
  65. 제 61 항에 있어서, 상기 반도체 섬이 상기 반도체막의 결정화를 촉진시키는 촉매를 5x 10 18 원자/㎤ 이하의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. 62. The method of claim 61, wherein said semiconductor island manufacturing a semiconductor device characterized in that it contains a catalyst for promoting crystallization of the semiconductor film in a concentration of up to 5x 10 18 atoms / ㎤.
  66. 제 61 항에 있어서, 상기 수소가 상기 혼합 가스 내에 0.1%∼3%의 농도로 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제작방법. The method of claim 61, wherein the semiconductor device manufacturing method which is characterized in that the hydrogen to be contained at a concentration of 0.1% ~3% in the mixed gas.
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